電橋

電橋的概念：用比較法測量各種量（如電阻、電容、電感等）的儀器。最簡單的是由四個支路組成的電路。各支路稱為電橋的“臂”。如圖電路中有一電阻為未知（R2），一對角線中接入直流電源U，另一對角線接入檢流計G。可以通過調節各已知電阻的值使G中無電流通過，則電橋平衡，未知電阻R2=R1·R4/R3。

基本介紹

• 中文名：惠斯登橋
• 外文名：Wheatstone bridge
• 別稱：惠斯通電橋
• 提出者：Samuel Hunter Christie
• 提出時間：1843
• 套用學科：電氣、自動化

基本釋義

由電阻、電容、電感等元件組成的四邊形測量電路叫電橋。人們常把四條邊稱為橋臂。作為測量電路，在四邊形的一條對角線兩端接上電源，另一條對角線兩端接指零儀器。調節橋臂上某些元件的參數值，使指零儀器的兩端電壓為零，此時電橋達到平衡。利用電橋平衡方程Z₁Z₃=Z₂Z₄，即可根據橋臂中已知元件的數值求得被測元件的參量 (如電阻、電感和電容)。

常用的電橋有下列幾種：

惠斯通電橋

惠斯通電橋

主要用於測量電阻器Rx的電阻值，電橋平衡方程為，利用已知的R₁、R₂、R₃3個電阻值，通過計算即可得到Rx的阻值;

麥克斯韋電橋

麥克斯韋電橋

用於測量電感器的電感量和電阻值，LxRx分別表示待測電感器的電感和電阻。電橋平衡方程為Lx=R1R4C3，Rx=R1R4/R3，由已知的 R2，R3，R4，C3，便可計算出結果Lx和Rx。

文氏電橋

文氏電橋

主要用於測量電容器的電容量及電阻值，待測電容器的電阻、電容由Rx，Cx表示。電橋平衡方程為 Cx=C3R2/R1，Rx=R1R3/R2，由已知的 R2，R3，R1，C3便可計算出結果Cx和Rx。電橋作為一種基本的測量工具，套用廣泛，測量的精確度主要取決於指零儀器的精確度。

原理簡介

如圖，假設四個電阻固定，當s閉合時，若滿足：“R3*R2=R1*R4”，即對角的電阻乘積相等，則此時Uad等於0，就是ad間沒有電壓。利用這個原理，當等式兩邊四個量中的一個為未知量的時候，如果調節其餘三個電阻的值能使得等式成立，那么用公式就可以得到未知量。但是實際上只要等式兩邊各有一個可以調節的可變電阻，那么另外兩個電阻有一個是定值，則餘下的另外一個必然可以得到。用這個原理可以做成電阻測量箱。而這個原理用的就是“電橋”的概念，或者說“平衡電橋”的概念。

各式電橋

常用電橋

常用的有惠斯通電橋和凱爾文電橋。

惠斯通電橋

惠斯通電橋測電阻

電橋是用比較法測量物理量的電磁學基本測量儀器，電橋的種類很多，測量中等阻值（10～10^6歐姆）的電阻要用惠斯登單臂電橋進行測量；若要測量更大阻值的電阻，一般採用高電阻電橋或兆歐表；而要測量阻值較小的電阻，一般採用雙臂電橋（開爾文電橋）。電橋準確度高、穩定性好，所以被廣泛用於電磁測量、自動調節和自動控制中。惠斯登單臂電橋是最基本的直流單臂電橋。直流單臂電橋路。

凱爾文電橋

凱爾文電橋又稱“雙臂電橋”。測量10^(-6)~10^2歐姆低電阻的直流電橋。圖中R是跨線電阻(包括Rx、Rs兩電阻器間的接線電阻、接觸電阻及內部連線線電阻)，Rs是標準電阻。當調節R1、R2、R3、R4和Rs使橋路中無電流(即靈敏電流計G的指針不偏轉)時，將有下列平衡條件成立：R1R2=R3R4和Rx=R1R2Rs。Rx的計算式與R無關，從而可減小接線電阻和接觸電阻所產生的誤差。

單臂電橋、雙臂電橋

單臂電橋：如圖a，即只有一個電阻是待求或未知或變化的（不同的用途或領域）；

雙臂電橋：如圖b，即有兩個電阻是待求或未知或變化的。