Mostek Wheatstone’a to układ czterech rezystorów połączonych w kształt rombu, zasilany z jednej przekątnej. W drugiej przekątnej znajduje się wskaźnik zera, np. galwanometr lub amperomierz. Układ służy do porównywania rezystancji oraz wyznaczania nieznanej rezystancji.
Warunek równowagi mostka
Mostek jest w równowadze wtedy, gdy przez miernik w przekątnej nie płynie prąd, czyli jego wskazanie wynosi 0 A. Oznacza to, że potencjały w punktach połączonych miernikiem są jednakowe.
Dla typowego układu z rezystorami:
- R1 i R3 w lewej gałęzi,
- R4 i R2 w prawej gałęzi,
warunek równowagi ma postać:
R1 / R3 = R4 / R2
albo równoważnie:
R1 · R2 = R3 · R4
Przykład z zadania
Dane:
R1 = 2 Ω
R3 = 3 Ω
R2 = 6 Ω
R4 = ?
Korzystamy z warunku:
R1 / R3 = R4 / R2
2 / 3 = R4 / 6
R4 = 6 · 2 / 3 = 4 Ω
Rezystor R4 powinien mieć wartość 4 Ω, aby amperomierz wskazywał zero.
Na co uważać?
- Wskazanie amperomierza równe zero nie oznacza braku zasilania całego obwodu.
- Prąd nadal płynie przez boczne gałęzie mostka.
- Zero na amperomierzu oznacza tylko brak różnicy potencjałów między punktami, do których jest podłączony miernik.
- Przy rozwiązywaniu zadań ważne jest prawidłowe rozpoznanie, które rezystory leżą w tych samych gałęziach.