Obwód mostka

Obwód mostkowy to topologia obwodów elektrycznych , w której dwie gałęzie obwodu (zwykle równolegle do siebie) są „mostkowane” przez trzecią gałąź połączoną między dwiema pierwszymi gałęziami w jakimś pośrednim punkcie wzdłuż nich. Mostek został pierwotnie opracowany do celów pomiarów laboratoryjnych, a jeden z pośrednich punktów mostkowania jest często regulowany, gdy jest używany. Obwody mostkowe znajdują obecnie wiele zastosowań, zarówno liniowych, jak i nieliniowych, w tym w oprzyrządowaniu , filtrowaniu i konwersji mocy .

Najbardziej znany obwód mostkowy, mostek Wheatstone'a , został wynaleziony przez Samuela Huntera Christie i spopularyzowany przez Charlesa Wheatstone'a i służy do pomiaru rezystancji . Zbudowany jest z czterech rezystorów, dwóch o znanych wartościach R1 _i R3 ₍ patrz schemat), jednego, którego rezystancję należy wyznaczyć Rx _i jednego, który jest zmienny i skalibrowany _R2 . Dwa przeciwległe wierzchołki są połączone ze źródłem prądu elektrycznego, takim jak bateria, a galwanometr jest połączony przez pozostałe dwa wierzchołki. Rezystor zmienny jest regulowany, aż galwanometr wskaże zero. Wiadomo wtedy, że stosunek między rezystorem zmiennym a jego sąsiadem R1 jest równy stosunkowi między nieznanym rezystorem a jego sąsiadem R3, co umożliwia obliczenie wartości nieznanego rezystora.

Mostek Wheatstone'a został również uogólniony do pomiaru impedancji w obwodach prądu przemiennego oraz do osobnego pomiaru rezystancji, indukcyjności , pojemności i współczynnika rozproszenia . Warianty są znane jako mostek Wiena , mostek Maxwella i mostek Heaviside'a (używany do pomiaru efektu wzajemnej indukcyjności). Wszystkie opierają się na tej samej zasadzie, która polega na porównaniu mocy wyjściowej dwóch potencjalnych dzielników, które mają wspólne źródło.

W konstrukcji zasilacza obwód mostkowy lub prostownik mostkowy to układ diod lub podobnych urządzeń służących do prostowania prądu elektrycznego, tj. do przekształcania go z nieznanej lub przemiennej biegunowości na prąd stały o znanej biegunowości.

W niektórych sterownikach silnika mostek H służy do sterowania kierunkiem obrotów silnika.

Równanie prądu mostka

Analiza prądu mostkowego

Na rysunku po prawej prąd mostka jest przedstawiony jako I ₅

Zgodnie z twierdzeniem Thévenina , znajdując równoważny obwód Thevenina , który jest podłączony do obciążenia mostka R ₅ i korzystając z dowolnego przepływu prądu I ₅ , mamy:

Źródło Thevenina ( V _th ) jest określone wzorem:

${\ Displaystyle V_ {th} = \ lewo ({\ Frac {R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}}}-{\frac {R_{4}}{R_{3}+R_{4}}}\right)\razy U}$

oraz opór Thevenina ( Rth ₎ :

${\ Displaystyle R_ {th} = {\ Frac {(R_ {1} + R_ { 3})\razy (R_{2}+R_{4})}{R_{1}+R_{3}+R_{2}+R_{4}}}}$

Dlatego przepływ prądu ( I ₅ ) przez mostek określa prawo Ohma :

${\ Displaystyle I_ {5} = {\ Frac {V_ {th}} {R_ {th} + R_ {5}}}}$

a napięcie ( V ₅ ) na obciążeniu ( R ₅ ) jest określone wzorem dzielnika napięcia :

${\ Displaystyle V_ {5} = {\ Frac {R_ {5}} {R_ {th} + R_ {5}}} \ razy V_ {th} }$

Zobacz też

• Obwód fantomowy - zastosowanie zrównoważonych obwodów mostkowych w telefonii
• Filtr kratowy - zastosowanie topologii mostka do filtrów wszechprzepustowych

Galeria

• 

  mostek Wheatstone'a

• 

  Wiedeń most

• 

  Most Maxwella

• 

  Mostek H

• 

  Most Fontany

• 

  Prostownik pełnookresowy

• 

  mostek Kelvina

• 

  Most kratowy

• 

  Zmostkowany obwód T

• 

  Most Careya Fostera

Linki zewnętrzne

• Jim Williams , „Obwody mostkowe: Marrying gain and balance” , Linear Technology Application Note 43, czerwiec 1990.
• Obwody mostkowe - Rozdział 8 z książki online.