【中華百科全書●工學●惠斯頓電橋】

楊籍富

【中華百科全書●工學●惠斯頓電橋】

 

惠斯頓電橋（WheatstoneBridge），為一重要的電氣回路，如附圖所示者。

 

不僅可以用來精確地測量未知電阻，並且在交流電橋的方法中，除了電阻外，亦可測量電感與電容。

 

惠斯頓電橋於西元一八四七年，為英人惠斯頓（CharlesWheatstone）首先使用，因之得名。

 

當檢流計（Galvanometer）G中沒有電流時，電橋為平衡狀態。

 

在此條件下，通過電阻P與R的電流為I1，通過電阻Q與S的電流為I2。

 

因BD間無電流流通，故B與D兩點有相同的電位。

 

因此AD間的電位差等於AB間的電位差，即I1P=I2Q。

 

同理DC間的電位差等於BC問的電位差，即I1R=I2S。

 

將上兩式相除可得（方程式１）或（方程式２）。

 

若P、Q、S為已知電阻，則未知電阻R便可由上式求得。

 

現代實用的電橋，將比率臂（RatioArms）P與Q以及S臂，共同設置於適當的箱子中，僅留出連接電池、檢流計以及未知電阻的端點。

 

比率臂各包含一、十、一百，以及一千歐姆之電阻器，藉旋轉開關選擇其值，而S則為四標度盤（Four-dial）十進位的電阻。

 

由調整S以獲得平衡。

 

檢流計必須有一個可調變的分流器，以便於開始平衡的階段，減小其敏感性，於最後平衡階段時，則使其達到最大敏感度。

 

通常在電池及檢流計的電路中，備有電鑰，使電池僅在平衡時供應電流。

 

電池之開關必須比檢流計的開關先關上，後打開，以免未知電阻中的電感所發生的電動勢，引起檢流計的偏轉，否則將會使平衡的操作更為困難。

 

在平衡得到後，必須將電池倒置，重新求得平衡，將R值取為兩次結果之平均值。

 

此種程序，可以消除因電路中不同部分溫度相異時，所產生的熱電動勢效應。

 

 

引用：http://ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia/data.asp?id=8748