ホイートストンブリッジ回路

2020/05/28 11:44


電気回路では、電験三種の試験でも出る確率の高い、覚えておくべき特徴的な回路があります。
それはブリッジ回路です。
下図をご覧ください。

ホイートストンブリッジ_0000.png 160 KB


このように、並列につないだ2つずつの抵抗の間に橋を渡したようにもう一つ抵抗等をつないでいる回路がブリッジ回路です。
この回路には5つの抵抗がありますが、橋渡しとなっているR5に電流が流れない場合、回路が平衡状態にあるといいます。
平衡状態になると上記の回路が、下記の回路と同じようになるということです。

ホイートストンブリッジ_0001-768x649.png 50 KB



平衡状態になると、対角線上の抵抗をかけてできる二組の抵抗の値が等しくなり下記の式になります。


R1×R4=R2×R3


これがブリッジ回路の特徴の一つです。


このように平衡状態にあるブリッジ回路の中で一つの抵抗の値がわからないとき、その値を簡単に求めるために使うのがホイートストンブリッジの原理です。


例えば上記の図にあるR3がわからないときは、既出の式を使って求めることができます。


R3=R1R4/R2


キルヒホッフの法則などを使って解くと、複雑になる計算もこのように簡単に解くことができます。


ブリッジ回路の問題が出るときは、このホイートストンブリッジの原理を理解しているか問われるのがほとんどです。
とはいえ、キルヒホッフの法則やオームの法則などを使ってブリッジ回路の問題を解けるように、理論をしっかりと理解しておくこともおすすめします。


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