Мостовая схема соединения резисторов и ее применение

При электрических измерениях, а также в некоторых других случаях резисторы включают по схеме электрического моста, или мостовой схеме (рис. 1, а).

Резисторы с сопротивлениями R1, R2, R3, R4 образуют так называемые плечи моста. Участки цепи, соединяющие точки а и с, а также b u d, называются диагоналями моста. Обычно на одну из диагоналей, в данном случае ас (питающая диагональ), подается напряжение U от источника электрической энергии; в другую диагональ bd (измерительная диагональ) включают электроизмерительный прибор или какой-либо аппарат.

При равенстве сопротивлений R1= R4 и R2 = R3 напряжения на участках ab и ad от токов I1 и I2 (а также на участках bc и dc) будут одинаковыми, поэтому точки b u d будут иметь одинаковые потенциалы. Следовательно, если включить в диагональ bd какой-либо резистор R или электроизмерительный прибор, то в диагонали I = 0 (рис. 1, б). Такой мост называется уравновешенным.

Для равновесия моста необходимо, чтобы напряжения Uab = Uad и Ubc = Udc, эти условия имеют место не только при равенстве сопротивлений R1 = R4 и R2 = R3, но и при равенстве отношений R1/R4 = R2/R3. Следовательно, мост будет уравновешен при равенстве произведений сопротивлений резисторов, включенных в противоположные его плечи: R1R3 = R2R4. При несоблюдении этого условия через резистор R будет проходить ток I; такой мост называется неуравновешенным.

Рис. 1. Мостовые схемы включения резисторов

Пример использования мостовой схемы соединения резисторов

Мостовую схему применяют также для включения реле боксования на некоторых электровозах. Реле служит датчиком для выявления боксования колесной пары. Реле Р (рис. 2) включают в диагональ моста, образованного двумя последовательно включенными электродвигателями M1 и М2, по которым проходит ток Iд (электродвигатели в данном случае рассматриваются как источники с э. д. с. Е1 и E2), и двумя резисторами сопротивлением R.

Рис. 2. Схема включения реле боксования

При отсутствии боксования Е1=Е2, следовательно, токи, проходящие через резисторы, I1=I2. Поэтому ток в катушке реле I = I1 - I2 = 0.

При возникновении боксования частота вращения тягового двигателя, связанного с боксующей колесной парой, резко возрастает. При этом резко увеличиваются его э. д. с, например Е1, и ток I1. В результате по катушке реле Р начнет проходить ток I = I1 - I2, который вызовет его срабатывание. Реле Р своим блок-контактом включает сигнализацию и подачу песка или воздействует на систему управления электровоза.