Het gebruik van brugschakelingen komt meer voor in de elektronica. De uitdrukking verwijst naar evenwicht, en dat is het ook. Er bestaan meerder types van bruggen, maar we beperken ons hier tot een zeer bekende: de brug van Wheatstone .


Wat is het nut ?

Vergelijken van grootheden met het doel te weten hoe groot ze is (groter of kleiner).

Een voorbeeld

wheast1.gif (2309 octets)

Beschrijving :
De brug bestaat uit vier weerstanden, een voedingsbatterij voor het geheel en een meettoestel. Het meettoestel (G) of galvanometer is een toestel dat in de twee richtingen meet of uitslaat.

Zie het schema links.

wheatst1


Wat gebeurt er in die brug ?


wheast2.gif (2453 octets)

Voor de duidelijkheid werd de tekening wat gewijzigd: :

– R4 werd X (de onbekende waarde)

– Merkpunten: de letters (ABCD) werden ter verduidelijking toegevoegd..

De onbekende weerstand wensen we hier precies te bepalen. Om de brug in evenwicht te brengen moet deze X regelbaar zijn. Als de brug in evenwicht is vloeit er GEEN stroom door de galvanometer. Deze meting zal des te nauwkeuriger zijn naarmate het meettoestel gevoelig is en uitwijkt onder invloed van een kleinere stroom. Eenmaal in evenwicht, kunnen we besluiten dat de punten B en C ten opzichte van D (maar ook van A) zich op het zelfde potentiaal bevinden (dus geen verschil tussen beiden).

Afspraken :

– De stroom doorheen R1 en R3 noemen we I1.
– De stroom doorheen R2 et X noemen we I2.

Vab= potentiaalverschil tussen A et B

Dit in de vergelijkingen ingevoerd :

Vab = R1 x I1
Vbd = R3 x I1
Vac = R1 x I2
Vcd = X x I2

Opdat de brug in evenwicht zou zijn, d.w.z. tussen B en C of Vbc = 0 , moeten de spanningsvallen over R1 en R2 identiek zijn.
Idem voor R3 et X.
We besluiten hieruit dat :

R1 xI1 = R2 xI2
R3 xI1 = X  x I2


Opnieuw uitdrukken van de vergelijkingen :


wheatst2  , vereenvoudigd wordt dit :  wheatst3

hieruit leiden we de waarde van X af : wheatst4