يُطلق على مصطلح 'جسر ويتستون' أيضًا اسم 'جسر المقاومة' الذي اخترعه 'تشارلز ويتستون'. تُستخدم دائرة الجسر هذه لحساب قيم المقاومة غير المعروفة وكوسيلة لتنظيم أداة القياس ، والمقاييس ، ومقاييس الفولتميتر ، وما إلى ذلك ، ولكن المليمترات الرقمية الحالية تقدم أسهل طريقة لحساب المقاومة. في الأيام الأخيرة ، تم استخدام جسر Wheatstone في العديد من التطبيقات مثل أنه يمكن استخدامه مع المكبرات التشغيلية الحديثة لربط أجهزة الاستشعار والمحولات المختلفة دائرة مكبر للصوت س. يتم إنشاء دائرة الجسر هذه بمقاومتين بسيطتين متسلسلة ومتوازية بين محطة إمداد الجهد والمحطات الأرضية. عندما يكون الجسر متوازنًا ، ينتج عن المحطة الأرضية فرق جهد صفري بين الفرعين المتوازيين. يتكون جسر Wheatstone من محطتين i / p و 2 o / p يتضمن أربعة مقاومات مرتبة في شكل ماسي.

“كيفية الحصول على 3 مراحل من مرحلة واحدة ”

جسر يتستون

جسر ويتستون وعمله

يستخدم جسر ويتستون على نطاق واسع لقياس المقاومة الكهربائية. هذه الدائرة مبني بمقاومين معروفين ، مقاوم واحد غير معروف ومقاوم متغير متصل على شكل جسر. عندما يتم ضبط المقاوم المتغير ، يصبح التيار في الجلفانومتر صفرًا ، ونسبة اثنين من المقاومين غير المعروفين تساوي نسبة قيمة المقاومة غير المعروفة والقيمة المعدلة للمقاومة المتغيرة. باستخدام جسر ويتستون ، يمكن قياس قيمة المقاومة الكهربائية غير المعروفة بسهولة.

ترتيب حلبة جسر ويتستون

يتم عرض ترتيب الدوائر لجسر ويتستون أدناه. تم تصميم هذه الدائرة بأربعة أذرع ، وهي AB و BC و CD و AD وتتكون من مقاومة كهربائية P و Q و R و S. من بين هذه المقاومات الأربعة ، تُعرف P و Q بالمقاومات الكهربائية الثابتة. يتم توصيل الجلفانومتر بين طرفي B & D عبر مفتاح S1. يتم توصيل مصدر الجهد بأطراف A & C عبر مفتاح S2. يتم توصيل المقاوم المتغير 'S' بين المحطات C و D. تتنوع الإمكانات عند الطرف D عندما يتم ضبط قيمة المقاوم المتغير. على سبيل المثال ، تتدفق التيارات I1 و I2 عبر النقطتين ADC و ABC. عندما تختلف قيمة مقاومة ذراع CD ، فإن تيار I2 سيختلف أيضًا.

ترتيب حلبة جسر ويتستون

إذا كنا نميل إلى ضبط المقاومة المتغيرة ، فقد تعود حالة واحدة مرة واحدة عندما ينخفض الجهد عبر المقاوم S الذي هو I2.S يصبح قادرًا بشكل خاص على انخفاض الجهد عبر المقاوم Q أي I1.Q. وهكذا تصبح إمكانات النقطة B مساوية لإمكانات النقطة D ومن ثم يكون فرق الجهد b / n هاتين النقطتين صفرًا ومن ثم يكون التيار عبر الجلفانومتر صفرًا. ثم يكون الانحراف في الجلفانومتر صفرًا عند إغلاق المفتاح S2.

اشتقاق جسر ويتستون

من الدائرة أعلاه ، تكون التيارات I1 و I2

I1 = V / P + Q و I2 = V / R + S.

الآن احتمال النقطة B فيما يتعلق بالنقطة C هو انخفاض الجهد عبر Q الترانزستور ، ثم المعادلة

I1Q = VQ / P + Q …………………………… .. (1)

احتمال النقطة D بالنسبة إلى C هو انخفاض الجهد عبر المقاوم S ، ثم تكون المعادلة

I2S = VS / R + S …………………………… .. (2)

من المعادلة أعلاه 1 و 2 نحصل عليها ،

VQ / P + Q = VS / R + S.

' Q / P + Q = S / R + S.

P + Q / Q = R + S / S.

P / Q + 1 = R / S + 1

P / Q = R / S.

R = SxP / Q

هنا في المعادلة أعلاه ، قيمة P / Q و S معروفة ، لذلك يمكن بسهولة تحديد قيمة R.

المقاومات الكهربائية لجسر ويتستون مثل P و Q مصنوعة من نسبة محددة ، فهي 1: 1 10: 1 (أو) 100: 1 المعروفة باسم أذرع النسبة ويتم صنع ذراع مقاومة متغيرة S دائمًا متغيرًا من 1-1000 أوم أو من 1 إلى 10000 أوم

مثال على جسر ويتستون

الدائرة التالية عبارة عن جسر Wheatstone غير متوازن ، قم بحساب جهد o / p عبر نقطتي C و D وقيمة المقاوم R4 مطلوبة لموازنة دائرة الجسر.

مثال على جسر ويتستون

أول ذراع من السلسلة في الدائرة أعلاه هو ACB
Vc = (R2 / (R1 + R2)) X Vs
R2 = 120 أوم ، R1 = 80 أوم ، Vs = 100
استبدل هذه القيم في المعادلة أعلاه
Vc = (120 / (80 + 120)) X 100
= 60 فولت
ذراع السلسلة الثانية في الدائرة أعلاه هو ADB

VD = R4 / (R3 + R4) X مقابل

DV = 160 / (480 + 160) × 100
= 25 فولت
يتم إعطاء الجهد عبر النقطتين C & D كـ
صوت = VC-VD
صوت = 60-25 = 35 فولت.
قيمة المقاوم R4 مطلوبة لموازنة جسر جسر ويتستون كما يلي:
R4 = R2 R3 / R1
120 × 480/80
720 أوم.

لذلك ، أخيرًا يمكننا أن نستنتج أن جسر ويتستون يحتوي على محطتين i / p & 2 o / p وهما A & B و C & D. عندما تكون الدائرة أعلاه متوازنة ، يكون الجهد عبر أطراف o / p هو صفر فولت. عندما يكون جسر Wheatstone غير متوازن ، قد يكون جهد o / p إما + ve أو –ve اعتمادًا على اتجاه عدم التوازن.

تطبيق جسر ويتستون

تطبيق جسر Wheatstone هو كاشف للضوء باستخدام دائرة جسر Wheatstone

“ماذا يقيس مقياس التيار الكهربائي ”

دائرة جهاز الكشف عن ضوء جسر ويتستون

تستخدم دوائر الجسر المتوازنة في كثير التطبيقات الإلكترونية لقياس التغيرات في شدة الضوء أو الإجهاد أو الضغط. تشمل الأنواع المختلفة من أجهزة الاستشعار المقاومة التي يمكن استخدامها في دائرة جسر ويتستون ما يلي: مقاييس الجهد ، ومقاييس الجهد ، ومقاييس الضغط ، ومقاييس الثرمستور ، وما إلى ذلك.

تستخدم تطبيقات جسر ويتستون لاستشعار الكميات الكهربائية والميكانيكية. لكن تطبيق جسر Wheatstone البسيط هو قياس الضوء باستخدام جهاز مقاوم للضوء. في دائرة جسر ويتستون ، يتم وضع المقاوم المعتمد على الضوء في مكان أحد المقاومات.

LDR هو مستشعر مقاوم سلبي ، يستخدم لتحويل مستويات الضوء المرئي إلى تغيير في المقاومة ولاحقًا إلى جهد. يمكن استخدام LDR لقياس ومراقبة مستوى شدة الضوء. تتميز LDR بمقاومة متعددة أوميجا في الضوء الخافت أو الداكن حوالي 900 درجة عند 100 لوكس من شدة الضوء وتقل إلى حوالي 30 أوم في الضوء الساطع. من خلال توصيل المقاوم المعتمد على الضوء في دائرة جسر Wheatstone ، يمكننا قياس ومراقبة التغيرات في مستويات الضوء.

هذا هو كل شيء عن جسر ويتستون ومبدأ جسر ويتستون ، والعمل مع التطبيق. نأمل أن يكون لديك فهم أفضل لهذا المفهوم. علاوة على ذلك ، فإن أي استفسارات أو شكوك بخصوص هذا المقال أو مشاريع الإلكترونيات ، يرجى إبداء ملاحظاتك عن طريق التعليق في قسم التعليقات أدناه.

اعتمادات الصورة: