理论教育 电桥电路及平衡条件解析

电桥电路及平衡条件解析

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】: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。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。图1-93电桥平衡条件推导在图1-93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。

电桥电路及平衡条件解析

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。

我要反馈