รหัสวิชา 2104 - 2202...
TRANSCRIPT
ELWE(THAILAND) หนา 1
1 วชา วงจรไฟฟากระแสตรง บทท 5
รหสวชา 2104 - 2202
บทท 5
วงจรบรดจ วตถประสงค
1. อธบายหลกการวงจรบรดจสมดลยและไมสมดลยได 2. คานวณวงจรวงจรบรดจได
5-1 วงจรบรดจ
วงจรบรดจกระแสตรง(DC Bridge) เปนวงจรโครงขายชนดหนง ทมลกษณะเฉพาะตว ใชสาหรบการวดคาความตานทานทไมทราบคา โดยใชหลกการเปรยบเทยบคาความตานทาน (R) ททราบคาแลว กบคา R ทตองการทราบ
คา และใชสภาวะสมดลของวงจรบรดจเปนตวบอกคาทตองการทราบ นอกจากนยงมวงจรบรดจกระแสสลบ(AC Bridge) ซงจะไมกลาวถงในบทเรยนน วงจรบรดจกระแสตรงประเภททใชในปจจบน เรยกวา วทสโตนบรดจ ( Wheatstone Bridge ) ผคนพบความสมพนธนคอ Sir Charles Wheatstone (1843) นกวทยาศาสตรชาวองกฤษ วงจรบรดจกระแสตรง ประกอบดวย
1) ตวตานทานทตอขนานกน 2 สาขา แตละสาขามตวตานทานตออนกรมกน จานวน 2
ELWE(THAILAND) หนา 2
2 วชา วงจรไฟฟากระแสตรง บทท 5
รหสวชา 2104 - 2202 2) แหลงจายแรงดนไฟฟากระแสตรง 3) แอมปมเตอรหรอเครองวดกระแสไฟฟาอนๆ ตอกงกลางของบรดจ เมอ
บรดจสมดลกระแสไฟฟาจะเปนศนย แตถาบรดจไมสมดลกระแสไฟฟาจะไมเปนศนย
รปท 5-1 แสดงวงจรบรดจกระแสตรง วงจรบรดจสมดล (Balanced Bridge) เมอวงจรบรดจอยในสภาวะสมดลจะไมมกระแสไฟฟาไหลผานแอมปมเตอร กระแสไฟฟาเทากบศนย ในสภาวะสมดลจะเหนวา แรงดนตกครอม R2 และ R4 เทากน และสดสวนของคาความตานทานแตละสาขาจะเทากน จงไดสมการดงน
รปท 5-2 วงจรบรดจสมดล
ELWE(THAILAND) หนา 3
3 วชา วงจรไฟฟากระแสตรง บทท 5
รหสวชา 2104 - 2202
VR2 = VR4 IR2xR2 = IR4xR4
221
RRR
E+ = 4
43
RRR
E+
R2(R3+R4) = R4(R1+R2) R2R3 = R4R1
ดงนนเมอบรดจสมดลจะไดสมการคอ 4
3
2
1
RR
RR
=
วงจรบรดจไมสมดล (Unbalanced Bridge) กรณทบรดจไมสมดล เกดจากสดสวนของคาความตานทานแตละสาขานนไมเทากน จงทาใหมกระแสไหลผานแอมปมเตอร หรอกระแสทผานแอมปมเตอรมากกวา
ศนยดงรปท 5-3 เมอคา R1 เปลยนเปน 4Ω ทาใหกระแสผานแอมปมเตอรเทากบ 327.272mA
รปท 5-3 วงจรบรดจไมสมดล
ELWE(THAILAND) หนา 4
4 วชา วงจรไฟฟากระแสตรง บทท 5
รหสวชา 2104 - 2202
ดงนนเมอบรดจไมสมดลจะไดสมการคอ 4
3
2
1
RR
RR
=
ตวอยางท 5-1 จากวงจรรปท 5-4
1. วงจรบรดจนสมดลหรอไม เพราะเหตใด 2. จงหาคาความตานทาน R2 เมอปรบคา R4 ไปท 40% ของคา R4
รปท 5-4 ตอบ 1. วงจรบรดจนสมดล เพราะวา กระแสทแอมปมเตอร(U1) ทอยกงกลางบรดจเทากบศนย
2. เมอบรดจสมดล ดงนน 4
3
2
1
RR
RR
=
3
142 R
RRR =
Ω=ΩΩΩ
= 4050
)50(402R
ELWE(THAILAND) หนา 5
5 วชา วงจรไฟฟากระแสตรง บทท 5
รหสวชา 2104 - 2202
ตวอยางท 5-2 จากวงจรรปท 5-5 1. วงจรบรดจนสมดลหรอไม เพราะเหตใด 2. จงหาคาแรงดนตกคอม R5
รปท 5-5 ตอบ 1. วงจรบรดจนไมสมดล เพราะวา กระแสทแอมปมเตอร(A1) ทอยกงกลางบรดจเทากบ 0.118A
หรออาจสงเกตไดจากคา 25.15040,25.0
20050
4
3
2
1 ====RR
RR
ซงไมเทากนแสดงวาบรดจไมสมดล 2.แรงดนตกคอม R5 VR5=I5R5VR5=0.118A10Ω=1.18V
สามารถเขาไปใชโปรแกรมจาลองการคานวณคา วงจรบรดจไดท http://www.indiabix.com/electronics-circuits/wheatstone-bridge/ http://www.electronics2000.co.uk/calc/wheatstone-bridge-calculator.php https://www.circuitlab.com/circuit/8f7u58/wheatstone-bridge-simulator/
ELWE(THAILAND) หนา 6
6 วชา วงจรไฟฟากระแสตรง บทท 5
รหสวชา 2104 - 2202
แบบฝกหดบทท 5 วงจรบรดจ
จงเลอกคาตอบทถกตองทสดเพยงคาตอบเดยว จากรปตอไปนใชตอบคาถามขอ 1–4
1. ถาวงจรบรดจนสมดล Ra=100Ω,Rb=72Ω,R1=18Ω คา R2= ………….Ω ก. 11.98 ข. 12.56 ค. 12.96 ง. 14.12
2. ถาวงจรบรดจนม Ra=100Ω,Rb=72Ω,R1=18Ω คา R2= 100Ω วงจรนสมดลหรอไม ก. สมดล ข. ไมสมดล
3. ถาวงจรบรดจนม Ra=100Ω,Rb=72Ω,R1=18Ω คา R2= 100Ω และ
VS=10V คาแรงดน V12 = ขอใด ก. 4.298 V ข. 4.512 V ค.4.500 V ง. 5.624 V
4. ถาวงจรบรดจนสมดล และ VS=18V คาแรงดน V12 = ขอใด
ก. 4.3 V ข. 4.0 V ค.0.5 V ง. 0.00 V
ELWE(THAILAND) หนา 7
7 วชา วงจรไฟฟากระแสตรง บทท 5
รหสวชา 2104 - 2202
จากรปตอไปนใชตอบคาถามขอ 5–8
5. คาแรงดน VD = ……………………..V
ก. 7.2 ข. 9.6 ค. 7.5 ง. 8.4 6. คาแรงดน VB = ……………………..V ก. 2.4 ข. 7.5 ค. 9.6 ง. 0.0 7. คาแรงดน VAD = ……………………..V ก. 2.4 ข. 3.5 ค. 4.5 ง. 0.0 8. คาแรงดน VG = ……………………..V ก. 2.4 ข. 3.5 ค. 4.5 ง. 0.0