வீட்ஸ்டோன் பாலம்

“அறிவியலின் இதயம் அளவீட்டு”, மற்றும் அளவீட்டுக்கு அனைத்து வகையான மின் மற்றும் மின்னணு அளவுருக்களைக் கண்டறிய பாலம் சுற்றுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மின் மற்றும் மின்னணுவியல் அளவீட்டு மற்றும் கருவியில் பல பாலங்கள் பற்றி ஆய்வு செய்தோம். கீழேயுள்ள அட்டவணை அவற்றின் பயன்பாடுகளுடன் வெவ்வேறு பாலங்களைக் காட்டுகிறது:

எஸ்.	பாலத்தின் பெயர்	தீர்மானிக்க வேண்டிய அளவுரு
1.	வீட்ஸ்டோன்	அறியப்படாத எதிர்ப்பை அளவிடவும்
2.	ஆண்டர்சன்	சுருளின் சுய தூண்டலை அளவிடவும்
3.	டி-சாடி	கொள்ளளவின் மிகச் சிறிய மதிப்பை அளவிடும்
4.	மேக்ஸ்வெல்	அறியப்படாத தூண்டலை அளவிடவும்
5.	கெல்வின்	1 ஓம் கீழே அறியப்படாத மின் மின்தடைகளை அளவிட பயன்படுகிறது.
6.	வெய்ன்	எதிர்ப்பு மற்றும் அதிர்வெண் அடிப்படையில் கொள்ளளவு அளவீடு
7.	வைக்கோல்	உயர் மதிப்பின் அறியப்படாத தூண்டியின் அளவீட்டு

இங்கே, அறியப்படாத எதிர்ப்பை அளவிட பயன்படும் வீட்ஸ்டோன் பாலம் பற்றி பேசப்போகிறோம். இப்போது ஒரு நாள் டிஜிட்டல் மல்டிமீட்டர் எதிர்ப்பை எளிமையான முறையில் அளவிட உதவுகிறது. ஆனால் வீட்ஸ்டோன் பாலத்தின் நன்மை என்னவென்றால், மில்லி-ஓம்ஸ் வரம்பில் எதிர்ப்பின் மிகக் குறைந்த மதிப்புகளை அளவிடுவது.

வீட்ஸ்டோன் பாலம்

சாமுவேல் ஹண்டர் கிறிஸ்டி 1833 ஆம் ஆண்டில் வீட்ஸ்டோன் பாலத்தைக் கண்டுபிடித்தார், இந்த பாலம் 1843 ஆம் ஆண்டில் சர் சார்லஸ் வீட்ஸ்டோனால் மேம்படுத்தப்பட்டு பிரபலப்படுத்தப்பட்டது. வீட்ஸ்டோன் பாலம் என்பது ஒரு பாலத்தை உருவாக்கும் நான்கு எதிர்ப்புகளின் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டுள்ளது. சுற்று உள்ள நான்கு எதிர்ப்பு பாலத்தின் ஆயுதங்கள் என குறிப்பிடப்படுகிறது. அறியப்பட்ட இரண்டு மின்தடையம், ஒரு மாறி மின்தடையம் மற்றும் கால்வனோமீட்டருடன் இணைக்கப்பட்ட அறியப்படாத எதிர்ப்பின் மதிப்பைக் கண்டறிய இந்த பாலம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அறியப்படாத எதிர்ப்பின் மதிப்பைக் கண்டறிய, மாறி மின்தடையை சரிசெய்வதன் மூலம் பூஜ்ஜியத்திற்கு செய்யப்பட்ட கால்வனோமீட்டரின் விலகல். இந்த புள்ளி வீட்ஸ்டோன் பாலத்தின் இருப்பு புள்ளி என்று அழைக்கப்படுகிறது.

வழித்தோன்றல்

படத்தில் நாம் காணக்கூடியபடி, ஆர் 1 மற்றும் ஆர் 2 ஆகியவை மின்தடையமாக அறியப்படுகின்றன. R3 என்பது மாறி மின்தடை மற்றும் Rx அறியப்படாத எதிர்ப்பு. பாலம் DC மூலத்துடன் (பேட்டரி) இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

இப்போது பாலம் சீரான நிலையில் இருந்தால், கால்வனோமீட்டர் வழியாக எந்த மின்னோட்டமும் பாயக்கூடாது, அதே மின்னோட்ட I1 முழுமையான R1 மற்றும் R2 ஐ பாயும். R3 மற்றும் Rx க்கும் இதுவே செல்கிறது, அதாவது தற்போதைய ஓட்டம் (I2) முழுமையான R3 மற்றும் Rx அப்படியே இருக்கும். பாலம் சமநிலையான நிலையில் இருக்கும்போது அறியப்படாத எதிர்ப்பு மதிப்பைக் கண்டறிய கணக்கீடுகள் கீழே உள்ளன (புள்ளி சி மற்றும் டி இடையே தற்போதைய ஓட்டம் இல்லை).

V = IR (ஓம் விதிப்படி) VR1 = I1 * R1… சமன்பாடு (1) VR2 = I1 * R2… சமன்பாடு (2) VR3 = I2 * R3… சமன்பாடு (3) VRx = I2 * Rx… சமன்பாடு (4)

R1 மற்றும் R3 முழுவதும் மின்னழுத்த வீழ்ச்சி ஒரே மாதிரியானது மற்றும் R2 மற்றும் R4 இல் உள்ள மின்னழுத்த வீழ்ச்சியும் சமச்சீர் பாலம் நிலையில் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும்.

I1 * R1 = I2 * R3… சமன்பாடு (5) I1 * R2 = I2 * Rx… சமன்பாடு (6)

சமன்பாடு (5) மற்றும் சமன்பாடு (6) ஆகியவற்றைப் பிரிப்பதில்

R1 / R2 = R3 / Rx Rx = (R2 * R3) / R1

எனவே, இங்கிருந்து Rx இன் மதிப்பைப் பெறுகிறோம், இது எங்கள் அறியப்படாத எதிர்ப்பாகும், எனவே வீட்ஸ்டோன் பாலம் அறியப்படாத எதிர்ப்பை அளவிட உதவுகிறது.

செயல்பாடு

நடைமுறையில், கால்வனோமீட்டர் வழியாக மின்னோட்டத்தின் மதிப்பு பூஜ்ஜியமாக மாறும் வரை மாறி எதிர்ப்பு சரிசெய்யப்படுகிறது. அந்த நேரத்தில், பாலம் சீரான வீட்ஸ்டோன் பாலம் என்று அழைக்கப்படுகிறது . கால்வனோமீட்டர் மூலம் பூஜ்ஜிய மின்னோட்டத்தைப் பெறுவது அதிக துல்லியத்தைத் தருகிறது, ஏனெனில் மாறி எதிர்ப்பில் ஒரு சிறிய மாற்றம் சமநிலை நிலையை சீர்குலைக்கும்.

படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, R1, R2, R3 மற்றும் Rx பாலத்தில் நான்கு எதிர்ப்பு உள்ளது. R1 மற்றும் R2 ஆகியவை அறியப்படாத மின்தடையமாக இருக்கும்போது, ​​R3 என்பது மாறி எதிர்ப்பு மற்றும் Rx என்பது அறியப்படாத எதிர்ப்பாகும். அறியப்பட்ட மின்தடையங்களின் விகிதம் சரிசெய்யப்பட்ட மாறி எதிர்ப்பு மற்றும் அறியப்படாத எதிர்ப்பின் விகிதத்திற்கு சமமாக இருந்தால், அந்த நிலையில் கால்வனோமீட்டர் வழியாக எந்த மின்னோட்டமும் பாயாது.

சீரான நிலையில்,

R1 / R2 = R3 / Rx

இப்போது, ​​இந்த கட்டத்தில் நாம் R1 , R2 மற்றும் R3 இன் மதிப்பைக் கொண்டிருக்கிறோம், எனவே மேலே உள்ள சூத்திரத்திலிருந்து Rx இன் மதிப்பைக் கண்டுபிடிப்பது எளிது.

மேற்கண்ட நிலையில் இருந்து, Rx = R2 * R3 / R1

எனவே, அறியப்படாத எதிர்ப்பின் மதிப்பு இந்த சூத்திரத்தின் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது, இது கால்வனோமீட்டர் வழியாக மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியமாகும்.

எனவே சி மற்றும் டி மின்னழுத்தம் சமமாக இருக்கும் வரை நாம் பொட்டென்டோமீட்டரை சரிசெய்ய வேண்டும், அந்த நிலையில் சி மற்றும் டி வழியாக மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியமாகவும் கால்வனோமீட்டர் வாசிப்பு ஜீரோவாகவும் இருக்கும், அந்த குறிப்பிட்ட நிலையில் வீட்ஸ்டோன் பாலம் அழைக்கப்படும் சமச்சீர் நிலை. இந்த முழுமையான செயல்பாடு கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள வீடியோவில் விளக்கப்பட்டுள்ளது:

உதாரணமாக

வீட்ஸ்டோன் பாலத்தின் கருத்தைப் புரிந்துகொள்வதற்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு எடுத்துக்கொள்வோம், ஏனெனில் பாலத்தை சமநிலைப்படுத்த Rx (அறியப்படாத எதிர்ப்பு) க்கு பொருத்தமான மதிப்பைக் கணக்கிட ஒரு சமநிலையற்ற பாலத்தை எடுத்துக்கொள்கிறோம். புள்ளி சி மற்றும் டி முழுவதும் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியின் வேறுபாடு பூஜ்ஜியமாக இருந்தால் நமக்குத் தெரியும், பாலம் சமநிலை நிலையில் உள்ளது.

சுற்று வரைபடத்தின்படி, முதல் கை ADB க்கு, Vc = {R2 / (R1 + R2)} * Vs

மேலே உள்ள சூத்திரத்தில் மதிப்புகளை வைப்பதில், வி.சி = {80 / (40 + 80)} * 12 = 8 வோல்ட்

இரண்டாவது கை ACB க்கு, Vd = {R4 / (R3 + R4)} * Vs Vd = {120 / (360+ 120)} * 12 = 3 வோல்ட்

எனவே, புள்ளி சி மற்றும் டி இடையே மின்னழுத்த வேறுபாடு:

Vout = Vc - Vd = 8 - 3 = 5 வோல்ட்

சி மற்றும் டி முழுவதும் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியின் வேறுபாடு நேர்மறை அல்லது எதிர்மறையாக இருந்தால் (நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை சமநிலையின் திசையைக் காட்டுகிறது), இது பாலம் சமநிலையற்றது என்பதைக் காட்டுகிறது, மேலும் அதை சமநிலையாக்குவதற்கு R4 ஐ மாற்றுவதில் எதிர்ப்பின் வேறுபட்ட மதிப்பு தேவை.

சுற்று சமநிலைப்படுத்த தேவையான மின்தடை R4 இன் மதிப்பு:

R4 = (R2 * R3) / R1 (இருப்பு பாலத்தின் நிலை) R4 = 80 * 360/40 R4 = 720 ஓம்

எனவே, பாலத்தை சமப்படுத்த தேவையான R4 இன் மதிப்பு 720 is ஆகும், ஏனெனில் பாலம் சமநிலையாக இருந்தால் சி மற்றும் டி முழுவதும் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியின் வேறுபாடு பூஜ்ஜியமாகும், மேலும் நீங்கள் 720 மின்தடையத்தைப் பயன்படுத்தினால் மின்னழுத்த வேறுபாடு பூஜ்ஜியமாக இருக்கும்.

பயன்பாடுகள்

• மில்லி-ஓம்களின் வரம்பைக் கொண்ட அறியப்படாத எதிர்ப்பின் மிகக் குறைந்த மதிப்பை அளவிடுவதில் முக்கியமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• வீட்ஸ்டோன் பாலத்துடன் ஒரு மாறுபாட்டைப் பயன்படுத்தினால், கொள்ளளவு, தூண்டல் மற்றும் மின்மறுப்பு போன்ற சில அளவுருக்களின் மதிப்பையும் நாம் அடையாளம் காணலாம்.
• செயல்பாட்டு பெருக்கியுடன் வீட்ஸ்டோன் பாலத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் வெப்பநிலை, திரிபு, ஒளி போன்ற வெவ்வேறு அளவுருக்களை அளவிட உதவுகிறது.