Почему мост Уитстона точнее обычного омметра?

Ищут нуль гальванометра, а не читают отклонение шкалы. Результат определяется известными плечами и условием баланса, а не калибровкой прибора. Сопротивление самого измерителя и колебания питания почти не входят в погрешность.

Что изменится, если вместо гальванометра поставить вольтметр?

Цифровой вольтметр с большим входным сопротивлением покажет V_B − V_C, почти не нагружая мост. Условие баланса то же: V_B = V_C. Нуль на чувствительном гальванометре обычно виден резче, чем «почти ноль» на вольтметре.

Мостом измеряют только резисторы?

Нет. В одно плечо ставят датчик, у которого сопротивление зависит от температуры, деформации или освещённости (термистор, тензорезистор). Малое изменение R превращается в напряжение разбаланса — обычная схема в измерительной технике.

Где эта идеальная схема перестаёт работать?

При малых R заметны сопротивление проводов и контактов. Тогда берут двойной мост Кельвина (Томсона). Источник здесь считается идеально постоянным.

Мост Уитстона

Четыре плеча и гальванометр между средними узлами. Нулевое показание (баланс) при R₁R₄ = R₂R₃: по трём известным сопротивлениям находят четвёртое.

О модели

Мост Уитстона — схема из четырёх сопротивлений для точного измерения неизвестного R методом нуля. Резисторы R₁, R₂, R₃, R₄ образуют два делителя; гальванометр включён между средними точками (узлы B и C), питание — между верхним и нижним узлами. По правилам Кирхгофа при разбалансе есть разность V_B − V_C и ток через гальванометр. Баланс (ток через G равен нулю) при R₁/R₂ = R₃/R₄, или R₁R₄ = R₂R₃. Зная три плеча, находят четвёртое. Резисторы и соединения идеальные; в балансе гальванометр тока не потребляет. На экране потенциалы узлов и условие баланса. Сопротивление проводов и двойной мост Кельвина не учитываются.

Для кого: 10–11 класс и вузовские цепи постоянного тока: делитель напряжения, правила Кирхгофа, нулевой метод.

Ключевые понятия

мост Уитстона
нулевой метод
гальванометр
условие баланса
правила Кирхгофа
делитель напряжения

Как это работает

Четыре плеча: A на плюсе питания, D на нуле. R₁ и R₃ — левый делитель (потенциал V_B), R₂ и R₄ — правый (V_C). Гальванометр между B и C измеряет V_B − V_C. Баланс при R₁/R₂ = R₃/R₄, то есть R₁R₄ = R₂R₃: ток через G не течёт. Резисторы идеальные.

Основные формулы

V_B = V · R₃/(R₁+R₃) · V_C = V · R₄/(R₂+R₄) · нуль при R₁R₄ = R₂R₃

Часто задаваемые вопросы

Почему мост Уитстона точнее обычного омметра?: Ищут нуль гальванометра, а не читают отклонение шкалы. Результат определяется известными плечами и условием баланса, а не калибровкой прибора. Сопротивление самого измерителя и колебания питания почти не входят в погрешность.
Что изменится, если вместо гальванометра поставить вольтметр?: Цифровой вольтметр с большим входным сопротивлением покажет V_B − V_C, почти не нагружая мост. Условие баланса то же: V_B = V_C. Нуль на чувствительном гальванометре обычно виден резче, чем «почти ноль» на вольтметре.
Мостом измеряют только резисторы?: Нет. В одно плечо ставят датчик, у которого сопротивление зависит от температуры, деформации или освещённости (термистор, тензорезистор). Малое изменение R превращается в напряжение разбаланса — обычная схема в измерительной технике.
Где эта идеальная схема перестаёт работать?: При малых R заметны сопротивление проводов и контактов. Тогда берут двойной мост Кельвина (Томсона). Источник здесь считается идеально постоянным.

Продолжите с близкими темами в этой категории — или все 65 в «Электричество и магнетизм».

Вся категория →

НовоеШкольные

Правила Кирхгофа

Запустить симулятор

Постоянный ток на трёх узлах: делитель в узле и опционально R∥V; подсказки, уравнения узлов и контуров, найденные токи — первое и второе правила Кирхгофа.

Школьные

Последовательное и параллельное соединение

Запустить симулятор

Одни и те же два резистора: общее сопротивление и токи при последовательном и параллельном соединении.

ПопулярноеШкольные

Конструктор цепей

Запустить симулятор

Последовательная цепь из шести слотов: батарея, резистор, лампа, ключ, провод. Ток при замкнутом контуре.

НовоеШкольные

RL-цепь

Запустить симулятор

Последовательная RL-цепь: τ = L/R, нарастание и спад тока i(t), напряжение на катушке; в установившемся режиме i = V/R.

Школьные

Закон Ома

Запустить симулятор

Меняйте напряжение и сопротивление; ток I = U/R и точки на вольт-амперной характеристике.

НовоеШкольные

Аккумулятор: модель Тевенина и степень заряда

Запустить симулятор

Напряжение холостого хода и внутреннее сопротивление зависят от степени заряда; учёт заряда интегрированием тока; напряжение на клеммах во времени.

Мост Уитстона

О модели

Как это работает

Основные формулы

Часто задаваемые вопросы

Похожие симуляторы

Правила Кирхгофа

Последовательное и параллельное соединение

Конструктор цепей

RL-цепь

Закон Ома

Аккумулятор: модель Тевенина и степень заряда

Мост Уитстона

О модели

Как это работает

Основные формулы

Часто задаваемые вопросы