व्हीटस्टोन सेतु

wheatstone bridge

व्हीटस्टोन सेतु एक आवश्यक सर्किट है जिसका उपयोग विद्युत माप में एक अज्ञात विद्युत प्रतिरोध को सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए किया जाता है। इसका आविष्कार सैमुअल हंटर क्रिस्टी ने 1833 में किया था और बाद में 19 वीं शताब्दी के मध्य में सर चार्ल्स व्हीटस्टोन द्वारा इसे लोकप्रिय बनाया गया था। व्हीटस्टोन सेतु का व्यापक रूप से विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, जिसमें इलेक्ट्रॉनिक्स, भौतिकी और इंजीनियरिंग संमलित हैं।

व्हीटस्टोन सेतु के पीछे की मूल अवधारणा, एक अज्ञात प्रतिरोध के मूल्य, एक सेतु रूपी परिपथ (ब्रिज सर्किट) के दो पदों को संतुलित कर,ज्ञात प्रतिरोधों से तुलना करके खोजने में निहित है। सरकिटीय परिपथ का रूप एक विषम अवस्था की समानंतर चतुर्भुज के आकार से मिलता हुआ है, जिसमे चार प्रतिरोधक (जिसमे एक अज्ञात प्रतिरोध भी संलित है और जिसका मूल्य पता लगाना, इस पूरे घटनाक्रम का मूल्य उद्देश्य है ),इस चतुर्भुज की चार भुजाओं पर स्थित होते हैं, जिसमें विद्युत स्रोत ( जैसे कि बैटरी ) इस चतुर्भुज के ऊपर और नीचे के कोनों के बीच जुड़ कर पूरे परिपथ को ऊर्जित करता है। इस चतुर्भुज के दो अन्य कोने को एक गैल्वेनोमीटर ( एक संवेदनशील विद्युतीय प्रवाह डिटेक्टर ) से जोड़ा जात है ताकि इसके माध्यम से बहने वाले प्रवाह को मापा जा सके।

व्हीटस्टोन सेतु कैसे काम करता है, इसका एक सरल विवरण यहां दिया गया है:

   व्हीटस्टोन सेतु परिपथ (सर्किट):

   चार प्रतिरोधों के साथ एक हीरे के आकार के सर्किट की कल्पना करें, जिसे आर 1, आर 2, आर 3 और आर 4 के रूप में लेबल किया गया है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

bash

           आर 1

     ओ ------- \ / \ / \ / ------- ओ

     | |

     | |

   V | |

     | |

     | R3 |

     ओ ------- \ / \ / \ / ------- ओ

           आर 2  

   R1 और R2 सटीक प्रतिरोध मूल्यों वाले प्रतिरोधक हैं।

   R3 अज्ञात अवरोधक है जिसे हम मापना चाहते हैं।

   R4 चर अवरोधक है ( अक्सर पुल को संतुलित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले एक पोटेंशियोमीटर )।

   पुल को संतुलित करना:

   अज्ञात प्रतिरोध ( R3 ) को मापने के लिए, आप चर अवरोधक ( R4 ) को समायोजित करते हैं जब तक कि गैल्वेनोमीटर के माध्यम से वर्तमान शून्य नहीं हो जाता। यह R4 को समायोजित करके प्राप्त किया जाता है जब तक कि पुल के दो मध्य बिंदुओं के बीच कोई संभावित अंतर ( वोल्टेज ) न हो।

   ऑपरेशन का सिद्धांत:

   जब पुल संतुलित होता है, तो पुल के एक तरफ प्रतिरोधों का अनुपात दूसरी तरफ के अनुपात के बराबर होता है। इसे इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:

R1 / R2 = R3 / R4

इस संबंध का उपयोग करते हुए, आप R1, R2 और R4 के मूल्यों को जानने के बाद अज्ञात प्रतिरोध ( R3 ) के लिए हल कर सकते हैं। यह संतुलन विधि बहुत सटीक प्रतिरोध माप के लिए अनुमति देती है।

   अनुप्रयोग:

   व्हीटस्टोन सेतु का उपयोग आमतौर पर विभिन्न सामग्रियों, तनाव गेज, तापमान सेंसर और अन्य विद्युत घटकों के प्रतिरोध को मापने के लिए प्रयोगशालाओं और इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में किया जाता है। यह विशेष रूप से उपयोगी है जब उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होती है।

कुल मिलाकर, व्हीटस्टोन सेतु एक शक्तिशाली और बहुमुखी सर्किट है जिसका उपयोग अज्ञात प्रतिरोधों को निर्धारित करने के लिए किया जाता है और यह विद्युत माप और प्रयोगात्मक भौतिकी में एक आवश्यक उपकरण है।