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惠通斯電橋原理

惠斯通電橋是一種用於測量電阻的電路,主要由四個電阻(稱為橋臂)組成。它的工作原理基於基爾霍夫電流電壓定律,以及歐姆定律當電橋平衡時,即橋臂兩端的電壓或電流相等,可以通過測量已知電阻來確定未知電阻的值。

在惠斯通電橋中,通常有一個可調電阻(R2),其值可以在一定範圍內變化。當調整R2使得電橋平衡時,即檢流計(G)中無電流流過,表明電橋兩端電壓相等。此時,根據基爾霍夫電流定律,流過R1和R4的電流相等(記作I1),流過R2和R3的電流也相等(記作I2)。根據基爾霍夫電壓定律,如果B、D兩點的電勢相等,即電橋平衡,那麼R1和R3兩端的壓降相等,同樣R2和R4兩端的壓降也相等。

通過套用歐姆定律,可以推導出R1、R2、R3、R4之間的關係。例如,如果R1和R3兩端的壓降相等,那麼I1乘以R1等於I3乘以R3。同理,I2乘以R2等於I4乘以R4。通過這些等式,可以計算出未知電阻(如R4)的值。

惠斯通電橋廣泛套用於各種測量套用,如應變、力、壓力、溫度等,它的優點包括高精度和簡單性。