ホイートストンブリッジ回路を使って、未知の抵抗値を測定することができます。
ホイートストンブリッジ回路による抵抗の測定は、ブリッジ回路 の平衡状態を使います。
ホイートストンブリッジ回路では、電圧計や電流計を使う必要がないので正確な抵抗値を測定することができます。
目次
ブリッジ回路
図のような回路を、ブリッジ回路 といいます。
ブリッジ回路は、平衡状態になると \(R_5\) に電流が流れない状態になります。
ブリッジの平衡条件は
ブリッジ回路の平衡条件の式
\(\cfrac{R_1}{R_2}=\cfrac{R_3}{R_4}\)
式を変形すると
\(R_1R_4=R_2R_3\)
ホイートストンブリッジ回路
ホイートストンブリッジ回路は
- \(R_1\) 、\(R_2\) ：既知の抵抗値
- \(R_3\) ：可変抵抗
- \(R_X\) ：未知の抵抗値
- \(G\) ：検流計
の回路です。
ホイートストンブリッジ回路の使い方
ホイートストンブリッジ回路で、未知の抵抗 \(R_X\) を求める場合
次のような、回路の場合
\(R_1=20\) 、\(R_2=10\) は、既知の抵抗値です。
\(R_3\) の可変抵抗を変化させて、\(R_3=60\) の時
検流計の電流 \(I_G=0\) となり、ブリッジ回路が平衡状態になりました。
ブリッジの平衡条件から
\(\cfrac{R_1}{R_2}=\cfrac{R_3}{R_X}\) なので
\(R_X=\cfrac{R_2R_3}{R_1}\)
式に値を代入すると
\(R_X=\cfrac{10×60}{20}\)
\(R_X=30\) [Ω] になります。
ホイートストンブリッジ回路の特徴
ホイートストンブリッジ回路による、抵抗の測定は次の特徴があります。
- 電源電圧の大きさは、測定に影響しない
- ブリッジ抵抗の大きさは、測定に影響しない
以上で「ホイートストンブリッジ回路とは？抵抗測定の使い方」の説明を終わります。