电桥电路早期用来精确测量电阻的阻值,在实际应用中往往把电阻片的电阻变化率转换成电压,提供给放大电路放大后进行测量,被广泛用于传感器检测领域。电桥电路属于星形、三角形连接方式,图1-92 为不同形式的电桥电路,其中R1、R2、R3、R4为电桥的桥臂,uab为输出。
图1-92 不同形式的电桥电路
图1-93(a)中,当a 点电位与b 点电位相等,即uab=0 V 时,称为电桥平衡。a 点电位与b 点电位不相等,即uab≠0 V 时,电桥打破平衡,ab 两点间有电压输出。该原理应用于测量压力、温度等物理量。当电桥平衡时,由于ab 两点电位相等,因此,ab 两点间可以视作短路。另外,由于uab=0 V,ab 两点间也可以视作开路,此时电路等效如图1-93(b)所示。
图1-93 电桥平衡条件推导
在图1-93(b)中,当电桥平衡时
所以
根据分压公式
可以得到电桥平衡的条件为
在分析电桥电路的过程中,如果满足电桥平衡条件,则
ab 两点间可以视作开路或短路。
【例1-23】 在图1-94 所示电路中,已知uS=20 V,RS=8 Ω,R1=10 Ω,R2=20 Ω,R3=20 Ω,R4=40 Ω,R5=15 Ω,求电流i。
图1-94 例1-23 电路(www.daowen.com)
解:在图1-94(a)中,以下等式成立。
该等式满足电桥平衡条件,故电阻R5所在支路可以视作短路,如图1-94(b)所示,也可以视作开路,如图1-94(c)所示。下面分别对两种情况进行分析:
①当R5所在支路视作短路时,电阻R1与R2并联,等效电阻为
电阻R3与R4并联,等效电阻为
总电阻为
电流i 为
②当R5所在支路视作开路时,电阻R1与R3串联,等效电阻为
电阻R2与R4串联,等效电阻为
30 Ω 电阻与60 Ω 电阻并联后与RS串联,总电阻为
电流i 为
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。