Brug van Wheatstone

De brug van Wheatstone is een elektrische brugschakeling, die in een meetinstrument kan worden gebruikt voor een elektrische weerstand. De schakeling is in 1833 door Samuel Hunter Christie ontwikkeld en in 1843 door Charles Wheatstone verbeterd. Omdat de meting gebaseerd is op een nuldetectie kunnen nauwkeurige metingen worden verricht, in de orde van 0,01 tot 0,05% voor weerstandswaarden boven de 1 ohm.
Werking
[bewerken | brontekst bewerken]De werking berust op het in evenwicht brengen van de twee takken van de brug waarvan er een de component bevat met de onbekende weerstand. In de figuur is de onbekende weerstand. en zijn weerstanden waarvan de waarden bekend zijn. De weerstand is variabel gemaakt door toepassing van een schuifweerstand of decadebank. Deze weerstand wordt zo ingesteld dat de brug in evenwicht is en er geen stroom meer door de galvanometer loopt. Op dat moment is de spanning tussen de middelpunten en gelijk aan nul. Het gevolg is dat de verhouding in de bekende tak gelijk is aan de verhouding in de tak met de onbekende weerstand . De waarde van de onbekende weerstand kan uit de gelijkheid van deze verhoudingen worden bepaald:
Indien de brug uit evenwicht is, zal de richting van de stroom in de galvanometer aangeven of te groot of te klein is.
Afleiding
[bewerken | brontekst bewerken]
Als de brug in evenwicht is, zijn de potentialen op de punten en aan elkaar gelijk. Als we de stroom door de linker tak noemen en die door de rechter tak , dan is in dat geval
en
Delen van de laatste vergelijking door de eerste geeft
- ,
dus
Andere brugschakelingen
[bewerken | brontekst bewerken]
De brug van Thomson is een verfijning van de brug van Wheatstone waarbij de invloed van de bedrading en van de overgangsweerstanden wordt geëlimineerd. Ze wordt aangewend voor het nauwkeurig meten van kleine weerstandswaarden.
- brug van Maxwell of Owen voor de zelfinductie van spoelen
- brug van De Sauty of de brug van Schering voor de elektrische capaciteit van condensatoren
- brug van Wien voor frequenties