Мост постоянного тока

Электрическая цепь, схема которой представлена на рис. 2, называется мостом постоянного тока (мостом Уитстона), это одна из основных электрических измерительных схем. На участке (СД) направление и величина тока будут зависеть от сопротивлений участков 1,2,3,4.

Рис. 2. Мост постоянного тока

Так как в схеме моста проводники АСВ, АДВ соединены параллельно и падение напряжения на них одинаково, очевидно, всегда можно найти точки С и Д, разность потенциалов между которыми равна нулю, и, следовательно, если соединить эти точки, в проводнике СД тока не будет. В этом случае говорят, что мост уравновешен или сбалансирован.

Применим для уравновешенного моста правила Кирхгофа. Если в участке СД ток отсутствует, то в ветвях 1 и 2 сила тока будет одинакова. То же самое можно сказать о силе тока в ветвях 3 и 4. В этом случае для контуров АСДА и ДСВД на основании 2 правила Кирхгофа можно записать уравнения:

и .

Из этих уравнений получим:

(10)

Если одно из этих сопротивлений, допустим, , неизвестно, то для его вычисления нужно знать остальные три, или , и отношение или и отношение .

На этом основано применение уравновешенного моста. Обычно при определении неизвестного сопротивления его включают на участке 1, на участке 2 включают эталонное сопротивление, а проводник АДВ заменяют реохордом и контакт Д делают подвижным. Тогда отношение сопротивлений можно заменить отношением длин соответствующих участков . Для установления факта уравновешивания моста между точками С и Д в цепь включают нулевой гальванометр, и подбирают такие значения и , чтобы при замыкании цепи гальванометра его стрелка не отклонялась. Вместо гальванометра можно использовать вольтметр для фиксации нулевой разности потенциалов между точками С и Д.