Wheatstone köprüsünde temel amaç; değeri bilinen dirençler yardımıyla, değeri bilinmeyen orta değerlikli direncin değerinin bulunmasıdır. Özellikle kablo direnci ölçümünde wheatstone köprüleri yaygın olarak kullanılır.
Wheatstone köprüsü devresi
Wheatstone köprüsünde, ayarlı direncin değeri değiştirilerek galvanometre ibresi sıfır konumuna getirildiğinde köprü dengeye gelmiş olur. Örneğin, yukarıdaki devre için R4 direncinin bilinmeyen direnç olduğu düşünülürse, R3 ayarlı direncinin değerinde değişiklik yapılarak galvanometre ibresi sıfır konumuna getirilir ve R1*R4 = R2*R3 eşitliği elde edilir.
Ohmmetreler ile ortalama %5’lik hatalar yapılırken, wheatstone köprüsü ile yapılan ölçümlerde yaklaşık %0,1’lik hata yapılmaktadır.
Wheatstone köprülerindeki ölçüm hatalarının nedenleri ise;
►Galvanometrenin hassas olmayışı,
►Bağlantı uçlarında meydana gelen temassızlık,
►Dış temel etkiler (Sıcaklık v.s.)
►I2 * R kayıplarıdır.
Wheatstone köprüsü ile birkaç ohm’dan birkaç Mohm’a kadar olan dirençler ölçülebilir. Daha büyük dirençlerin ölçümünde duyarlılık azalır. Bunu önlemek için gerilim kaynağının değeri arttırılır. Bu durumda köprü kollarındaki dirençlerin ısınması söz konusu olur. Bu durumda gerilim kaçağı olabileceğinden izolasyon önlemlerinin alınması gerekebilir. Yüksek değerli dirençlerin ölçümünde megaohm köprüsü devresi kullanılır.Wheatstone köprüsü ile küçük dirençlerin ölçülmesinde ise bağlantı iletkenlerinin direnci etkili olmaktadır. Bunun dışında temas direncinin ne zaman ne kadar etkili olabileceği tahmin edilemediği için bunu önlemek veya değerini belirlemek mümkün değildir.
Sonuç olarak Wheatstone köprüsü ile ölçülebilecek en küçük direnç değeri 1 ohm’dur.
Daha küçük dirençlerin değeri Kelvin köprüsü ile ölçülür.
Soru : 1
Şekildeki devrede verilen değerler doğrultusunda Rx direncinin değerini bulunuz.
Soru : 2
a) Vout’ u hesaplayınız .
b) Vout= 0 olması için R4 ‘ ün değeri ne olmalı ?
Cevap : 2
a) Vout’ u hesaplayalım
b) Vout= 0 olması için R4 ‘ ün değerini hesaplayalım
