概念と仕組み
Wheatstoneブリッジは、2つの電圧分割経路の中間の電圧を比較します。 アमीटरは、2つの中間点間の電圧差を測定し、それを電流として表示します。
抵抗を調整して中間電圧を等化した場合、アメーター回路では電流は流れず。しかし、主電源から別の回路へ電流は流れない。
関係式と成立条件
実験装置において、平衡条件は R₁/R₂ = R₃/Rx です。3つの抵抗の抵抗値が分かっている場合、この式を用いて未知の抵抗値 Rx を計算できます。
バランス方程式は、抵抗の接続位置と名称を確認することで適用されます。実際のゼロ測定においては、抵抗、測定器の感度、および温度変化が影響を与えます。
仮想実験で読み取る変化
平衡ではR₁/R₂ = R₃/Rxとなり、中央の2節点の電位が等しくなります。
理想電源と抵抗を使い、接触抵抗や検流計のゼロ点誤差はありません。 実際の電源・コンセント・高電圧では再現せず、画面上で実験しましょう。
重要な関係式と記号
R₁/R₂ = R₃/Rx · Ig = (Vl−Vr)/Rg
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| Rx | 求める未知の抵抗 | Ω |
| Ig | 中間節点を結ぶ検流計の電流 | A |
例で確かめる
左電位4 V・右電位4.5 Vのとき、左→右の検流計電流の符号は？
Ig < 0
よくある誤解
- 回路全体の電流は、計の電圧が0であっても、必ずしも0ではない。