Bvw

De Brug van Wheatstone. De brug van Wheatstone is een schakeling die bedoeld is om weerstandswaarden te meten. In de praktijk wordt de brug van Wheatstone ook vaak gebruikt om weerstandsveranderingen waar te nemen. Toepassing: bij een Gc wordt het gas dat uit de kolom komt over een temperatuurafhankelijke weerstand geleid. Deze weerstand is opgenomen in een brug van wheatstone-schakeling.

200 Ω

100 Ω

V 300 Ω

Rx

A. Brug in evenwicht Je ziet dat de schakeling bestaat uit twee spanningsdelers. De weerstand Rx is de onbekende. De weerstand daarnaast is regelbaar. Hij wordt ingesteld op een waarde waarbij de voltmeter nul aanwijst. De voltmeter dient als “brug” tussen de twee spanningsdelers. Als de voltmeter op nul staat zijn de weerstandverhoudingen van beide spanningsdelers gelijk. De brug is in evenwicht. 100 : 200 = 300 : Rx Hieruit volgt dat onbekende weerstand Rx 600 Ω is.

1

oefensommen 1. In de schakeling hiernaast wijst de voltmeter nul aan. Bereken Rx 240 Ω

1200 Ω V 3100 Ω

Rx

2. Staat de voltmeter op nul in de schakeling hiernaast?

705 Ω

470 Ω V 3300 Ω

4950

2

B. Brug uit evenwicht. Als de brug aanvankelijk in evenwicht is en Rx verandert dan wijst de voltmeter geen nul meer aan. De verandering van de weerstand wordt dus gedetecteerd door de voltmeter (zie toepassing hierboven). De spanning over de “brug” kan je als volgt berekenen. Bereken door (m.b.v. de spanningsdelerformule) de spanningen over de twee linker weerstanden. Bereken het verschil tussen die twee spanningen. Dat is het spanningsverschil over de brug. Formule van de spanningsdeler:

Vuit 

Ruit  Vin Rtotaal

Voorbeeld, kijk naar de schakeling hiernaast: De spanning over de 470 Ω:

470 Vuit   1,50  0,600 V 470  705

1,500V

V

En over de 3300 Ω

Vuit 

3300  1,50  0,599927 V 3300  4951

705 Ω

470 Ω

De voltmeter wijst 0,073 mV aan!

3300 Ω

4951

3

Oefensommen 3 a. Is de brug hiernaast in evenwicht? b. Indien niet, bereken wat de voltmeter aanwijst

6,000V 100 Ω

220 Ω V 4700 Ω

2100

4. In de schakeling hieronder is de brug in evenwicht. Maar de 600Ω weerstand stijgt met 8 Ω. Bereken de spanning over de voltmeter.

.

200 Ω

100 Ω

V 300 Ω

600 Ω

4