વ્હીટસ્ટોન માપન પુલ અને તેનો ઉપયોગ

સૌથી વધુ લોકપ્રિય પૈકી એક બ્રિજ સર્કિટ, આજે પણ માપવાના સાધનો અને વિદ્યુત પ્રયોગશાળાઓમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે, વ્હીટસ્ટોન માપન પુલ છે, જેનું નામ અંગ્રેજી શોધક ચાર્લ્સ વ્હીટસ્ટોનના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે, જેમણે 1843 ની શરૂઆતમાં પ્રતિકાર માપવા માટે આ યોજનાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો.

વ્હીટસ્ટોન મેઝરિંગ બ્રિજ અનિવાર્યપણે ફાર્માસ્યુટિકલ બીમ બેલેન્સનું ઇલેક્ટ્રિકલ એનાલોગ છે, કારણ કે અહીં વળતર માપનની સમાન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.

માપન પુલની કામગીરીનો સિદ્ધાંત સમાંતરમાં જોડાયેલ બે રેઝિસ્ટર શાખાઓના મધ્યમ ટર્મિનલ્સની સંભવિતતાઓની સમાનતા પર આધારિત છે, દરેક શાખામાં બે રેઝિસ્ટર હોય છે. એક શાખાના ભાગ રૂપે, એક રેઝિસ્ટર કે જેની કિંમત તમે જાણવા માગો છો તે શામેલ છે, અને બીજામાં - એડજસ્ટેબલ પ્રતિકાર (રિઓસ્ટેટ અથવા પોટેન્ટિઓમીટર) સાથેનો રેઝિસ્ટર.

એડજસ્ટેબલ રેઝિસ્ટરના પ્રતિકાર મૂલ્યમાં સરળતાથી ફેરફાર કરીને, ઉલ્લેખિત બે શાખાઓના મધ્યબિંદુઓ વચ્ચેના કર્ણમાં સમાવિષ્ટ ગેલ્વેનોમીટરના સ્કેલ પર શૂન્ય રીડિંગ પ્રાપ્ત થાય છે.જે સ્થિતિમાં ગેલ્વેનોમીટર શૂન્ય વાંચે છે, ત્યાં મધ્યબિંદુઓની સંભવિતતાઓ સમાન હશે અને તેથી ઇચ્છિત પ્રતિકારની સરળતાથી ગણતરી કરી શકાય છે.

તે સ્પષ્ટ છે કે રેઝિસ્ટર અને ગેલ્વેનોમીટર ઉપરાંત, સર્કિટમાં પુલ માટે પુરવઠો હોવો આવશ્યક છે, આકૃતિમાં તે ગેલ્વેનિક સેલ E તરીકે દર્શાવવામાં આવ્યું છે. વર્તમાન બે શાખાઓ વચ્ચે વિભાજન કરતી વખતે હકારાત્મકમાંથી નકારાત્મક તરફ વહે છે. તેમના પ્રતિકાર માટે વ્યસ્ત પ્રમાણ.

જો પુલના હાથમાં ઉપલા અને નીચલા પ્રતિરોધકો જોડીમાં સમાન હોય, એટલે કે જ્યારે હાથ બરાબર એકસરખા હોય, તો કર્ણની આજુબાજુ વર્તમાન દેખાવાનું કોઈ કારણ નથી, કારણ કે જોડાણ બિંદુઓ વચ્ચે સંભવિત તફાવત ગેલ્વેનોમીટર શૂન્ય છે. આ કિસ્સામાં, પુલ સંતુલિત અથવા સંતુલિત હોવાનું કહેવાય છે.

જો ઉપલા પ્રતિરોધકો સમાન હોય અને નીચલા પ્રતિરોધકો ન હોય, તો પ્રવાહ ત્રાંસા રીતે વહે છે, ઉચ્ચ પ્રતિકારના હાથથી નીચલા પ્રતિકારના હાથ સુધી, અને ગેલ્વેનોમીટરની સોય યોગ્ય દિશામાં વિચલિત થશે.

તેથી, જો ગેલ્વેનોમીટર જે બિંદુઓ સાથે જોડાયેલ છે તેની સંભવિતતાઓ સમાન હોય, તો હથિયારોમાં ઉપલા અને નીચલા પ્રતિરોધકોના મૂલ્યોના ગુણોત્તર એકબીજા સાથે સમાન હશે. આમ, આ સંબંધોની સમાનતા કરીને, આપણે એક અજ્ઞાત સાથેનું સમીકરણ મેળવીએ છીએ. પ્રતિકાર R1, R2 અને R3 શરૂઆતમાં ઉચ્ચ ચોકસાઈ સાથે માપવા જોઈએ, પછી રેઝિસ્ટર Rx (R4) શોધવાની ચોકસાઈ ઊંચી હશે.

વ્હીટસ્ટોન બ્રિજ સર્કિટનો ઉપયોગ ઘણીવાર તાપમાન માપવા માટે થાય છે જ્યારે પુલની શાખાઓમાંથી એક ચાલુ થાય છે પ્રતિકાર થર્મોમીટર અજાણ્યા રેઝિસ્ટર તરીકે.કોઈ પણ સંજોગોમાં, શાખાઓમાં પ્રતિકારમાં જેટલો મોટો તફાવત હશે, તેટલો જ કર્ણ દ્વારા વિદ્યુતપ્રવાહ વધારે હશે, અને જ્યારે પ્રતિકાર બદલાશે, ત્યારે વિકર્ણ પ્રવાહ પણ બદલાશે.

વ્હીટસ્ટોન બ્રિજની આ મિલકત નિયંત્રણ અને માપન સમસ્યાઓ ઉકેલવા અને નિયંત્રણ અને સ્વચાલિત યોજનાઓ વિકસાવનારાઓ દ્વારા ખૂબ મૂલ્યવાન છે. એક શાખામાં પ્રતિકારમાં સહેજ ફેરફાર પુલ દ્વારા પ્રવાહમાં ફેરફારનું કારણ બને છે, અને આ ફેરફાર નોંધવામાં આવે છે. ગેલ્વેનોમીટરને બદલે, ચોક્કસ સર્કિટ અને અભ્યાસના હેતુને આધારે પુલના કર્ણમાં એમ્મીટર અથવા વોલ્ટમીટરનો સમાવેશ કરી શકાય છે.

સામાન્ય રીતે, વ્હીટસ્ટોન બ્રિજનો ઉપયોગ કરીને, તમે વિવિધ જથ્થાઓને માપી શકો છો: સ્થિતિસ્થાપક વિરૂપતા, રોશની, ભેજ, ગરમીની ક્ષમતા, વગેરે. માપેલા રેઝિસ્ટરને બદલે સર્કિટમાં અનુરૂપ સેન્સર શામેલ કરવા માટે તે પૂરતું છે, જેનું સંવેદનશીલ તત્વ પ્રતિકાર બદલવા માટે સક્ષમ થવું માપેલ મૂલ્યમાં ફેરફાર સાથે સુસંગત છે, પછી ભલે તે વિદ્યુત ન હોય. સામાન્ય રીતે આવા કિસ્સાઓમાં વ્હીટસ્ટોન પુલ જોડાયેલ હોય છે એડીસી દ્વારા, અને સિગ્નલની વધુ પ્રક્રિયા, ડિસ્પ્લે પરની માહિતીનું પ્રદર્શન, પ્રાપ્ત ડેટાના આધારે ક્રિયાઓ - આ બધું તકનીકીની બાબત છે.