Wheatstone Köprüsü ve Çalışma Prensibi

Wheatstone Köprüsü ve Çalışma Prensibi

Dirençleri ölçmek için çeşitli yöntemler kullanılır. Bu yazımızda direnç ölçmek için kullanılan Wheatstone Köprüsü ve çalışma prensibi hakkında bilgiler vereceğiz.

Wheatstone Köprüsü ve Çalışma Prensibi

Wheatstone koprusu endustride pek cok parametrenin olcumunde bir referans seviyesi esas alinarak, karsilastirmali sinyal uretiminde kullanilan bir devredir.

Orta büyüklükteki dirençlerin tam doğru ölçülebilmesi için kullanılabilecek en uygun yöntem “Wheatstone Köprüsü” yöntemidir. Çok küçük değerli dirençlerin hatasız ölçülebilmesi için ise wheatstone köprüsü üzerinde yapılan bir değişiklikle elde edilen ve “Kelvin Köprüsü” olarak bilinen düzenek kullanılır.

Yalıtım direnci ve sızıntı direnci gibi çok yüksek değerli dirençlerin ölçülmesinde ise, MEGER (Megaohmmetre) denen ölçü aletleri ile yüksek gerilim altında direnç ölçme işlemi yapılır.

Wheatstone Köprüsü ve Çalışma Prensibi

Yukarıdaki devrede görülen, S anahtarı dirençlerden sürekli akım geçmesini önleyen kalıcı tip bir anahtardır. Bilinmeyen direnç köprüye bağlandıktan sonra kapatılır. Ölçme işlemi bittiğinde açılır.

Sö köprüyü dengeye getirme işlemi sırasında kullanılan, galvonometreden sürekli akım geçmesini engelleyen bir butondur.

Birbirine seri, kaynağa paralel bağlı olan R1 ve R2 gerilim bölücü dirençlerdir.Genellikle bu iki direncin toplam değeri sabit tutulur ancak istenilen herhangi bir değer de seçilebilir.

  • RX değeri bilinmeyip, ölçülmeye çalışılan dirençtir.
  • RS köprüyü dengeye getirmek için kullanılan değeri bilinen değiştirilebilir değişken bir dirençtir.
  • A-B kaynağın bağlandığı, köprünün giriş uçlarıdır.
  • C-D galvonometrenin bağlandığı, köprünün çıkış uçlarıdır.
  • Galvanometre içerisinden geçen akıma bağlı olarak ibresi sapan bir miliampermetredir.

Wheatstone Köprüsü Formulü

İlk olarak köprüdeki 4 direncin birbirine eşit olduğunu düşünelim. Bu durumda S anahtarı kapatıldığında kaynaktan gelen akım iki paralel kola eşit olarak bölünecektir. Çünkü paralel kollardaki seri dirençler ve bunların toplamı bir birine eşittir. Eşit dirençlerden eşit akımlar geçtiğine göre, bu dirençler üzerinde oluşan gerilim düşümleri de eşit olacaktır.

Bizim verdiğimiz örnekte kaynak gerilimi 10V olduğuna göre dirençlerin her birisinde 5V gerilim düşümü oluşur. Bunun sonucu köprünün çıkış uçları olan C-D noktalarının potansiyelleri toprağa göre birbirine eşit ve 5V olacaktır. İki nokta arasında potansiyel farkı olmadığına göre SÖ ölçme butonuna basılsa bile galvonometreden akım geçmez ve dolayısı ile ibresi sapmaz. Galvonometre ibresinin sapmaması köprünün dengede olduğunu gösterir.

Wheatstone Köprüsü ve Çalışma Prensibi

Formül incelendiğinde R1 ve R2 birbirine eşit alınmış ise, köprünün denge durumunda bilinmeyen Rx direncinin, ayarlanan Rs direncine eşit olduğu görülecektir.

Şimdi R1= 1K, R2= 2K seçildiğini, köprünün de Rs= 4K yapıldığında dengeye geldiğini düşünelim. Kaynak gerilimi de bu kez 9V olsun.

Bu durumda R1 üzerinde 3V, R2 üzerinde 6V gerilim düşümü olacaktır. O halde D noktasının toprağa göre potansiyeli 6V’dur. Köprü dengede olduğuna göre C noktasının potansiyeli de 6V dur.

Bu da bize Rx üzerinde düşen gerilimin 3V, Rs üzerinde düşen gerilimin 6V olduğunu anlatır. Rx üzerinde düşen gerilim, Rs üzerinde düşen gerilimin yarısı olduğuna göre, Rx de, Rs nin yarısı, yani 2K olacaktır.

Aynı sonucu formül kullanarak da bulabiliriz:

Wheatstone Köprüsü ve Çalışma Prensibi

Kaynak: bilgifenerim.com/wheatstone-koprusu-nedir

Sosyal Medyada Paylaşın:
Kaynak:

Düşüncelerinizi bizimle paylaşırmısınız ?

Yorum yazmak için giriş yapmalısın