Αντιστάσεις συνδεδεμένες σε γέφυρα
Η γέφυρα Wheatstone είναι ηλεκτρικό κύκλωμα σταθερού ρεύματος το οποίο χρησιμοποιούνταν παλαιότερα για τη μέτρηση μιας άγνωστης αντίστασης κυκλώματος κατόπιν συγκρίσεως με μια γνωστή πρότυπη αντίσταση. Σήμερα, δε χρησιμοποιείται παρά για εκπαιδευτικούς σκοπούς καθώς τη θέση της έχουν πάρει τα ψηφιακά πολύμετρα.
Κατάσταση Ισορροπίας
Η λειτουργία της γέφυρας βασίζεται σε συγκριτικές μετρήσεις μεταξύ των κυκλωμάτων. Οι τάσεις μεταξύ δύο σημείων στα κυκλώματα ρυθμίζονται έτσι ώστε να έχουν διαφορά ίση με το μηδέν (μηδενικό σημείο).
Οι αντιστάσεις σε μια γέφυρα Η ισορροπία σε μία γέφυρα Wheatstone καθορίζεται από τη σχέση των τεσσάρων αντιστάσεων όπως φαίνεται στην εξίσωση 1-1 : R1 / R3 = R2 / RX
Η τάση σε γεφυρωμένες αντιστάσεις Η κατάσταση ισορροπίας του κυκλώματος αυτού επιτυγχάνεται όταν η διαφορά τάσης μεταξύ των σημείων D και B ισούται με 0. Δηλαδή V=0. Για να ισχύει αυτό θα πρέπει η διαφορά τάσης μεταξύ των σημείων D και A, καθώς επίσης κι η διαφορά τάσης μεταξύ των D και C να είναι ίσες. Άρα θα ισχύει VDA=VDC. Παρομοίως και για τις διαφορές δυναμικού μεταξύ των B και A αλλά και B
Το ρεύμα σε γεφυρωμένες αντιστάσεις και C. Άρα: VBA=VBC. Σε αυτή την ειδική περίπτωση, το γαλβανόμετρο δεν διαρρέεται από ρεύμα, Ι=0. Το ρεύμα σε γεφυρωμένες αντιστάσεις O υπολογισμός της αντίστασης είναι πιο εύκολο να γίνει όταν το κύκλωμα βρίσκεται σε κατάσταση ισορροπίας. Όταν ισχύει αυτό, το ρεύμα που διαρρέει την αντίσταση R3,
έστω Ι3 θα είναι ίσο με το ρεύμα που διαρρέει την αντίσταση RX, έστω ΙΧ. Δηλαδή ΙΧ=Ι3. Με τον ίδιο τρόπο, προκύπτει ότι: I1=I2.
Παράδειγμα Στο παρακάτω σχήμα να βρεθεί η άγνωστη αντίσταση Rx, αν R1=15 Ω, R2=6Ω και R3=15 Ω.
Λύση Εργασία R1/R3 = R2/Rx Rx=R2/(R1/R3) = 6/(15/5)= 6/3= 2 Ω Στο παρακάτω σχήμα να βρεθεί η άγνωστη αντίσταση Rx. Αν το ρεύμα της R1=20 Ω είναι Ι1=0,2 Α και το ρεύμα της Rx είναι Ix=0,5 A, ποια είναι τα ρεύμ,ατα που διαρρέουν τις R2
και R3; Αν το κύκλωμα βρίσκεται σε κατάσταση ισορροπίας τι ένδειξη θα δείξει το γαλβανόμετρο;