व्हीटस्टोन मापक सेतु और उसका उपयोग

सबसे अधिक लोकप्रिय में से एक ब्रिज सर्किटव्हीटस्टोन मापने वाला पुल, जो आज भी उपकरणों को मापने और विद्युत प्रयोगशालाओं में उपयोग किया जाता है, अंग्रेजी आविष्कारक चार्ल्स व्हीटस्टोन के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने 1843 की शुरुआत में प्रतिरोध को मापने के लिए इस योजना का प्रस्ताव रखा था।

व्हीटस्टोन मापने वाला पुल अनिवार्य रूप से फार्मास्युटिकल बीम बैलेंस का एक विद्युत एनालॉग है, क्योंकि यहां क्षतिपूर्ति माप की एक समान विधि का उपयोग किया जाता है।

मापने वाले पुल के संचालन का सिद्धांत समानांतर में जुड़े दो प्रतिरोधक शाखाओं के मध्य टर्मिनलों की क्षमता के समीकरण पर आधारित है, प्रत्येक शाखा में दो प्रतिरोधक होते हैं। शाखाओं में से एक के हिस्से के रूप में, एक प्रतिरोधी जिसका मूल्य आप जानना चाहते हैं, और दूसरे में - एक समायोज्य प्रतिरोध (रियोस्टैट या पोटेंशियोमीटर) वाला प्रतिरोधी शामिल है।

समायोज्य प्रतिरोधी के प्रतिरोध मान को आसानी से बदलकर, वर्णित दो शाखाओं के मध्य बिंदुओं के बीच विकर्ण में शामिल गैल्वेनोमीटर के पैमाने पर शून्य रीडिंग प्राप्त की जाती है।ऐसी स्थितियों में जहां गैल्वेनोमीटर शून्य पढ़ता है, मध्यबिंदुओं की क्षमता बराबर होगी और इसलिए वांछित प्रतिरोध की आसानी से गणना की जा सकती है।

यह स्पष्ट है कि प्रतिरोधों और एक गैल्वेनोमीटर के अलावा, सर्किट में पुल के लिए एक आपूर्ति होनी चाहिए, चित्र में इसे गैल्वेनिक सेल ई के रूप में दिखाया गया है। दो शाखाओं के बीच विभाजित करते समय सकारात्मक से नकारात्मक प्रवाह होता है। उनके प्रतिरोधों के विपरीत अनुपात।

यदि पुल की भुजा में ऊपरी और निचले प्रतिरोधक जोड़े में समान हैं, अर्थात, जब भुजाएँ बिल्कुल समान हैं, तो वर्तमान में विकर्ण के पार दिखाई देने का कोई कारण नहीं है, क्योंकि कनेक्शन बिंदुओं के बीच संभावित अंतर गैल्वेनोमीटर शून्य है। इस मामले में, पुल को संतुलित या संतुलित कहा जाता है।

यदि ऊपरी प्रतिरोधक समान हैं और निचले प्रतिरोधक नहीं हैं, तो धारा तिरछे प्रवाहित होगी, उच्च प्रतिरोध वाली भुजा से निम्न प्रतिरोध वाली भुजा की ओर, और गैल्वेनोमीटर की सुई उपयुक्त दिशा में विक्षेपित होगी।

इसलिए, यदि गैल्वेनोमीटर से जुड़े बिंदुओं की क्षमता समान है, तो बाहों में ऊपरी और निचले प्रतिरोधों के मूल्यों का अनुपात एक दूसरे के बराबर होगा। इस प्रकार, इन संबंधों की बराबरी करने पर, हमें एक अज्ञात के साथ एक समीकरण प्राप्त होता है। प्रतिरोधों R1, R2 और R3 को प्रारंभ में उच्च सटीकता के साथ मापा जाना चाहिए, फिर प्रतिरोधक Rx (R4) को खोजने की सटीकता अधिक होगी।

व्हीटस्टोन ब्रिज सर्किट का उपयोग अक्सर तापमान को मापने के लिए किया जाता है जब ब्रिज की कोई एक शाखा चालू होती है प्रतिरोधक थर्मामीटर एक अज्ञात अवरोधक के रूप में।किसी भी स्थिति में, शाखाओं में प्रतिरोधों में अंतर जितना अधिक होगा, विकर्ण के माध्यम से धारा उतनी ही अधिक होगी, और जब प्रतिरोध बदलता है, तो विकर्ण धारा भी बदल जाएगी।

व्हीटस्टोन ब्रिज की इस संपत्ति को उन लोगों द्वारा बहुत महत्व दिया जाता है जो नियंत्रण और माप की समस्याओं को हल करते हैं और नियंत्रण और स्वचालन योजनाओं को विकसित करते हैं। शाखाओं में से एक में प्रतिरोध में मामूली परिवर्तन पुल के माध्यम से वर्तमान में परिवर्तन का कारण बनता है, और यह परिवर्तन रिकॉर्ड किया जाता है। विशेष सर्किट और अध्ययन के उद्देश्य के आधार पर, गैल्वेनोमीटर के बजाय, पुल के विकर्ण में एक एमीटर या वाल्टमीटर शामिल किया जा सकता है।

सामान्य तौर पर, व्हीटस्टोन ब्रिज का उपयोग करके, आप विभिन्न मात्राओं को माप सकते हैं: लोचदार विरूपण, रोशनी, आर्द्रता, ताप क्षमता, आदि। यह मापित प्रतिरोधक के बजाय सर्किट में संबंधित सेंसर को शामिल करने के लिए पर्याप्त है, जिसका संवेदनशील तत्व प्रतिरोध को बदलने में सक्षम होना मापा मूल्य में परिवर्तन के अनुरूप है, भले ही वह विद्युत न हो। आमतौर पर ऐसे मामलों में एक व्हीटस्टोन ब्रिज जुड़ा होता है एडीसी के माध्यम से, और सिग्नल की आगे की प्रक्रिया, प्रदर्शन पर सूचना का प्रदर्शन, प्राप्त आंकड़ों के आधार पर क्रियाएं - यह सब तकनीक का विषय है।