Мостик (электротехника)¶

Мостик — в электротехнике электрическая цепь, соединённая между собой в виде четырёхполюсника, в которой четыре ветви образуют замкнутый контур («мост»), а к двум диагональным парам узлов подключается источник и измерительный прибор. Наиболее известен мост постоянного тока Уитстона, применяемый для точного измерения электрического сопротивления. Термин также используется для обозначения соединительных перемычек (шин) в электропроводке, сварных соединений и элементов конструкций.

¶Принцип схемы

Классическая мостовая схема состоит из четырёх резисторов, соединённых последовательно в замкнутый контур. Между двумя противоположными узлами контура подключается источник постоянного напряжения (или тока), а между двумя оставшимися узлами — измерительный прибор (гальванометр). Если сопротивления ветвей подобраны так, что потенциалы обоих узлов измерительной диагонали совпадают, ток через прибор отсутствует — говорят, что мост сбалансирован.

Условие баланса моста Уитстона:

R₁ / R₂ = R₃ / R₄

где R₁ и R₂ — резисторы одного плеча, R₃ — измеряемое сопротивление, R₄ — эталонное (переменное). Из этого соотношения находится неизвестное сопротивление. При балансе измерение не зависит от точности гальванометра и внутреннего сопротивления источника, что обеспечивает высокую точность метода.

¶Мост Уитстона

Схема разработана Сэмюэлем Хантом Кристи в 1833 году и усовершенствована Чарльзом Уитстоном, который в 1843 году представил её Лондонскому королевскому обществу и популяризировал метод. Именно с именем Уитстона схема закрепилась в научной литературе.

Мост Уитстона применяется для измерения сопротивлений в диапазоне от долей ома до нескольких мегаом. Точность типовых лабораторных мостов достигает 0,01–0,1 %. В роли измерителя баланса исторически использовался гальванометр, позднее — электронные нулевые индикаторы.

¶Разновидности мостовых схем

Помимо классического моста Уитстона, разработано множество специализированных мостовых цепей:

Мостовые схемы переменного тока работают по тому же принципу баланса, но требуют совпадения не только амплитуд, но и фаз токов в измерительной диагонали.

¶Измерительные мосты в промышленности

В СССР и России серийно выпускались лабораторные мосты, например серия МС-02, МЛ-02 (мост логарифмический), Р328, Р329 и другие. Современные приборы — цифровые измерители сопротивления, работающие на основе мостовых схем с автоматическим поиском баланса и цифровой индикацией результата.

¶Мостик как перемычка в электропроводке

В монтажной практике под «мостиком» понимают соединительную перемычку (шину) между элементами электрической цепи:

• Между клеммами автомата — перемычка, объединяющая несколько автоматических выключателей вводной группы для подачи питающего напряжения на каждый из них. Изготавливается из медного провода соответствующего сечения или из готовой гребёнки (шинной распределительной планки).
• В распределительной коробке — перемычка, соединяющая проводники одного назначения (фаза, ноль, земля) от разных потребителей.
• В люминесцентных светильниках — соединение электродов лампы со схемой пускорегулирующего аппарата.

При изготовлении мостика сечение проводника выбирается не меньше сечения подключаемых линий, а соединение выполняется винтовыми клеммами, опрессовкой или сваркой согласно требованиям ПУЭ.

¶Мостик в сварке и строительстве

Термин используется и вне электротехники:

• Сварной мостик — сварной шов, соединяющий два элемента конструкции, например при креплении закладных деталей.
• Строительный мостик — временная переходная конструкция или перемычка над проёмом; в монолитном домостроении — перемычка над оконным или дверным проёмом, воспринимающая нагрузку от вышележащих конструкций до набора бетоном прочности.

¶Применение мостовых схем

Мостовые цепи используются в датчиках: тензометрические датчики деформаций, датчики температуры (термопары, термометры сопротивления), ёмкостные и индуктивные преобразователи физических величин построены на мостовых схемах. Измерение малых изменений сопротивления датчика посредством сбалансированного моста обеспечивает высокую чувствительность и помехоустойчивость.

¶См. также

• Электрическое сопротивление
• Гальванометр
• Тензодатчик
• Распределительная коробка

¶Источники

• Демирчян К. С. «Курс общей электротехники»
• ГОСТ 8.207-76. ГСИ. Измерения прямые с помощью нулевых измерительных приборов
• Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7-е издание
• Фролов К. Ф. «Курс электротехники»