直流电桥只能使用直流电压信号进行操作。直流电桥可用于测量电桥中存在的未知电阻值。惠斯通电桥是直流电桥的一个例子。

现在，让我们讨论惠斯通电桥，以找到未知电阻的值。

惠斯通电桥

惠斯通电桥是一个简单的直流电桥，主要有四个臂。这四个臂形成菱形或正方形，每个臂由一个电阻组成。

要找到未知电阻的值，我们需要检流计和直流电压源。因此，这两个中的一个放置在惠斯通电桥的一个对角线上，另一个放置在惠斯通电桥的另一个对角线上。

惠斯通电桥用于测量中阻值。惠斯通电桥的电路图如下图所示。

在上面的电路中，臂AB，BC，CD和DA一起形成菱形或正方形。它们分别由电阻$ R_ {2} $，$ R_ {4} $，$ R_ {3} $和$ R_ {1} $组成。让流过这些电阻器臂的电流分别为$ I_ {2} $，$ I_ {4} $，$ I_ {3} $和$ I_ {1} $，这些电流的方向如图所示。

对角臂DB和AC分别由检流计和V伏的DC电压源组成。电阻$ R_ {3} $是标准可变电阻，电阻$ R_ {4} $是未知电阻。我们可以通过改变电阻$ R_ {3} $的电阻值来平衡电桥。

当没有电流流过对角臂DB时，上述桥电路达到平衡。这意味着，当电桥平衡时，检流计中没有偏转。

当满足以下两个条件时，电桥将达到平衡。

• 臂AD两端的电压等于臂AB两端的电压。即

$$ V_ {AD} = V_ {AB} $$

$ \ Rightarrow I_ {1} R_ {1} = I_ {2} R_ {2} $公式1

• 支臂DC两端的电压等于支臂BC两端的电压。即

$$ V_ {DC} = V_ {BC} $$

$ \ Rightarrow I_ {3} R_ {3} = I_ {4} R_ {4} $公式2

从以上两个平衡条件，我们将得出以下两个结论。

• 流过臂AD的电流将等于臂DC的电流。即

$$ I_ {1} = I_ {3} $$

• 流经臂AB的电流将等于臂BC的电流。即

$$ I_ {2} = I_ {4} $$

取公式1和公式2的比率。

$ \ frac {I_ {1} R_ {1}} {I_ {3} R_ {3}} = \ frac {I_ {2} R_ {2}} {I_ {4} R_ {4}} $公式3

代入公式3中的$ I_ {1} = I_ {3} $和$ I_ {2} = I_ {4} $。

$$ \ frac {I_ {3} R_ {1}} {I_ {3} R_ {3}} = \ frac {I_ {4} R_ {2}} {I_ {4} R_ {4}} $$

$$ \ Rightarrow \ frac {R_ {1}} {R_ {3}} = \ frac {R_ {2}} {R_ {4}} $$

$$ \ Rightarrow R_ {4} = \ frac {R_ {2} R_ {3}} {R_ {1}} $$

通过将电阻器$ R_ {1} $，$ R_ {2} $和$ R_ {3} $的已知值代入上式，我们将得到电阻器值$ R_ {4} $ 。