Mostek Wheatstone’a to układ pomiarowy służący do dokładnego wyznaczania rezystancji średnich, zwykle większych niż około 1 Ω. W pytaniach egzaminacyjnych jest to podstawowa odpowiedź, gdy pojawia się pomiar rezystancji większej niż 1 Ω metodą mostkową.
Zasada działania
Mostek składa się z czterech ramion rezystancyjnych połączonych w układ mostka. W jednej gałęzi znajduje się rezystancja nieznana, a w pozostałych rezystory wzorcowe lub nastawne. Między punktami środkowymi mostka podłącza się wskaźnik zera, np. galwanometr.
Pomiar polega na takim dobraniu rezystancji, aby przez galwanometr nie płynął prąd. Mówimy wtedy, że mostek jest zrównoważony.
Warunek równowagi
Dla mostka z rezystorami R1, R2, R3 i nieznaną rezystancją Rx warunek równowagi można zapisać jako:
R1 / R2 = R3 / Rx
Po przekształceniu można obliczyć wartość rezystancji nieznanej:
Rx = R2 · R3 / R1
Zastosowanie
Mostek Wheatstone’a stosuje się do:
- dokładnego pomiaru rezystancji powyżej 1 Ω,
- sprawdzania elementów rezystancyjnych,
- pomiarów laboratoryjnych i kontrolnych,
- układów z czujnikami rezystancyjnymi, np. tensometrami.
Ważne na egzaminie
Jeżeli pytanie dotyczy pomiaru rezystancji większej niż 1 Ω, właściwą odpowiedzią jest zwykle mostek Wheatstone’a. Dla bardzo małych rezystancji, poniżej 1 Ω, stosuje się raczej mostek Thomsona, ponieważ uwzględnia wpływ rezystancji przewodów i styków.