超简单的电桥平衡原理,看完就能懂!
超简单的电桥平衡原理,看完就能懂!
大家在读初高中的时候,都有接触过电阻箱吧?电阻箱可以准确地测出电阻的阻值,其工作原理就是电桥平衡。所谓电桥,即惠斯通电桥,结构上只需要四个电阻,非常简单,但它用作检测电路时,具有非常高的准确度和灵敏度。
接下来,我将通过一个简单的例子来给大家解释电桥平衡原理,希望大家都能看懂。
首先,下图一所示为两个电阻的并联电路,它们的电压相等,均为100V。根据电路所示可知,两个电阻的上端电位相等,为100V,下端电位也相等,为0V。
图一
然后,分别给两个电阻各并上一个电阻,如下图二所示。注意,这里并接的电阻阻值不是随便给的,而是有一个条件,那就是要保持原来两个电阻的电压相等。
图二
在图二中,我给出的并接电阻阻值分别为90Ω和900Ω,这就能使得原来两个电阻分得的电压相同,都为10V。但90Ω和900Ω并不是唯一的选择,例如你也可以选40Ω和400Ω、100Ω和1000Ω等,只要保证原来两个电阻的电压相同就行。或者说,并上电阻后,两个支路中电阻的电压分配是一致的。
基于两条支路中电阻的分压一致,我们可以得出,两条支路的“电阻串接点(图中的绿光点)”是等电位的,均为90V,如下图三所示。
图三
这90V的电位怎么来的?简单解释一下。我们都知道,电压就是电位差,即任意两点间的电压,就等于该两点的电位相减。例如图三中,上一排电阻的10V电压,其实是由这排电阻的上端电位减去下端电位得出,而上端电位是100V,所以下端电位就是90V,才有电位相减100V-90V=10V电压。同理,大家也可以尝试从下一排电阻的电压90V出发,分析出中间点的电位是90V。
由于两个中间点电位相等,显然,在两个中间点之间接上一条支路,这条支路也不会有电流流过,电压直接为零(因为等电位相减,得出的电压就是0V),这就是电桥平衡原理,你明白了吗?
基于此,若我们稍微改变四个电阻中的任意一个电阻的阻值,就会造成中间点电位发生变化,此时中间点支路就会产生电压或电流,也就是说,此时电桥不平衡了。若在中间点支路上接一个检流计,那么,我们就能根据检流计指针的偏转判断电桥是否处于平衡状态,这就是电阻箱的工作原理,是不是很简单?
文章来源:技成培训网,作者:杨思慧;未经授权禁止转载,违者必究!