علوم وفضاء

جسر ويتستون: الكاشف صفر والتيار مستمر

جسر بأربع مقاومات وكاشف
دائرة محسوبة.

جسر ويتستون يميز تيارين. [1][2]

الخلاصة السريعة

يتوقف تيار الكاشف عند الاتزان؛ يستمر تيار المصدر. [1][2]

  • نفترض تياراً مستمراً، ومقاومات أومية موجبة، وأسلاكاً ومصدراً مثاليين. الكاشف G يصل B وD. [1][2]
  • عند الاتزان VB=VD وIG=0؛ لهذا الرسم Rx=R3×R2/R1. [1]
  • R1=200Ω وR2=300Ω وR3=400Ω تعطي Rx=600Ω. [1]
  • عند مصدر 10V: VB=VD=6V بالنسبة إلى C؛ تيارا الفرعين 20mA و10mA، والمجموع 30mA. [1][2]
  • خارج الاتزان نحل الشبكة كاملة. القياس محدود بدقة المقاومات والكاشف. [1][2]

اقرأ نقاط الاتصال

الأيسر A→R1→B→R2→C، والأيمن A→R3→D→Rx→C؛ G بين B وD. [1]

نفترض الحالة المستقرة، ومقاومات أومية موجبة، وأسلاكاً ومصدراً مثاليين. [2]

الأعداد التالية مؤلفة للتفسير؛ ليست قراءات تجربة. استخدم الرسم لتثبيت أسماء المقاومات، فلا تنقل قانوناً من رسم آخر اعتماداً على الأرقام وحدها.

حدد معنى الصفر

الاتزان يعني VB=VD وIG=0. [1]

تساوي الهبوطين العلويين والسفليين يعطي R1/R2=R3/Rx؛ Rx=R3×R2/R1. [1]

R1=200Ω وR2=300Ω وR3=400Ω: Rx=600Ω. [1]

احسب تيار المصدر

عند الاتزان: I1=10/(200+300)=0.020A، وI2=10/(400+600)=0.010A. تيار المصدر I=I1+I2=0.030A. [1][2]

أي 20mA و10mA؛ المجموع 30mA. [1][2]

راجع مرجع الجهد

نجعل VC=0V وVA=10V؛ VB=I1R2=6V، وVD=I2Rx=6V. فرق الكاشف 0V. [1][2]

الهبوط العلوي 4V في كل فرع، والسفلي 6V؛ مجموعهما 10V. [2]

اخترنا C مرجعاً مشتركاً. الرقم 6 لا يقول إن جميع أجزاء الرسم عند الجهد نفسه؛ المقارنة المطلوبة بين نقطتين معينتين.

جهدا المنتصف المتساويان
مرجع الجهد C.

احتفظ بشرط الاتزان

خارج الاتزان، تيار الكاشف يغير علاقات الفروع؛ لا تفصل المسارين حسابياً كما فعلنا هنا. [2]

الدقة محدودة بالمقاومات المعروفة وحساسية كشف الصفر. [1]

لم نحسب تيار حالة غير متزنة، ولم نعد القيم النظرية قياساً مؤكداً. احتفظ بهذا الفرق عند شرح النتيجة لزميل.

اقرأ أيضًا: قراءة التوالي والتوازي من نقاط الاتصال.

المراجع

  1. OpenStax: القياس الصفري
  2. OpenStax: قواعد كيرشوف

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.