Мостовая схема и ее свойства

Схема соединений приемников электрической энергии (или других электрических устройств) по замкнутому четырехугольнику, когда к одной диагонали подключается источник, и в другую диагональ включается нагрузка или измерительный прибор, называется мостовой схемой (рис. 49). Стороны четырехугольника (сопротивления , , и ) называются плечами моста.

Под действием э.д.с. источника в общем случае во всех ветвях цепи будут протекать токи. Однако, можно подобрать такие сопротивления плеч моста, что ток в ветви сd будет отсутствовать. Такое состояние мостовой схемы называется состоянием равновесия.

Рис. 49

Рассмотрим условие равновесия моста. Пусть мостовая схема рис. 49 находится в состоянии равновесия. Это значит, что ток равен нулю и потенциалы точек с и d равны.

В этом случае токи , и , попарно равны:

Падения напряжений на участках ас и аd, а также на участках сb и ad также попарно равны, так как

Следовательно,

Разделив почленно первое равенство на второе, получим:

2.33

Отсюда

Равенство 2.33 представляет собой условие равновесия моста. Зная условие равновесия моста, можно легко установить в каком состоянии находится данная мостовая схема. В случае уравновешенного моста расчет такой цепи сводится к расчету простой параллельно-последовательной цепи. Неуравновешенный мост удобно рассчитывать методом преобразований, контурных токов или эквивалентного генератора (см. примеры 10, 12).

Мостовые схемы находят широкое применение в электрорадиотехнике. С помощью мостовой схемы производят точное измерение сопротивлений. С этой целью в одну диагональ моста включают чувствительный гальванометр, а в другую включают источник постоянного напряжения (рис. 50). Изменяя величину переменного сопротивления , добиваются балансировки моста, т.е. отсутствия тока в диагонали с гальванометром. Тогда по известным значениям сопротивлений , и определяют величину измеряемого сопротивления, исходя из условия равновесия моста 2.33.

Рис. 50