【基礎から学ぶ直流回路】 ブリッジ回路と平衡条件

電気電子
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基本的に”イメージ”を意識した内容となっておりますので、基礎知識の無い方への入門向きです。
じっくり学んでいきましょう!

今回は、「ブリッジ回路と平衡条件」についての説明です。

ブリッジ回路

ブリッジ(橋渡し)している回路のこと。ブリッジの平衡条件は、ブリッジの対辺抵抗値の積が同じになること。つまり、R1R4=R2R3の時に平衡になる。

図1

ブリッジ回路と平衡条件

ブリッジ回路とは図1のようなブリッジ(橋渡し)している回路のことで、図1の端子a-b間が橋渡し部に該当します。
ブリッジが平衡すると、a-b間の電位差が0[V]となり、a-b間の回路には電流が流れなくなる、つまり開放されているものとみなすことができます
ブリッジ部分を開放すると回路が簡略化できる為、ブリッジ回路の平衡条件は知っておくと便利です。

ブリッジ回路の平衡条件は、ブリッジの対辺抵抗値の積が同じになることです
対辺抵抗とは、ブリッジしている抵抗Rを基準にして、対角線上に位置する抵抗を指します。
つまり、R1R4=R2R3の時に平衡になります
ブリッジブリッジ言い過ぎてブリッジがゲシュタルト崩壊しそう?しない??

平衡条件の求め方については簡単にしか触れません。
気になる方は練習だと思って計算してみましょう。

R1の両端の電圧=R3の両端の電圧、R2の両端の電圧=R4の両端の電圧になれば、a-b間の電位差は0[V]となり、a-b間の回路に電流が流れなくなるなるので、回路は平衡します。
この関係を整理するとR1R4=R2R3が導き出せます。

実際に数値を当て嵌めて、ブリッジ回路が平衡するとどうなるか見てみましょう。

図2

ブリッジしているので一見複雑そうに見えますが、対辺抵抗値に注目してみて下さい。
R1R4=4×4=16、R2R3=2×8=16なので、R1R4=R2R3が成り立っていますね。
つまり、このブリッジ回路は平衡しています
その為、a-b間のブリッジ部分を開放して、図3のように置き換えることが可能です。

図3

回路を簡略化できました!
ブリッジ回路に直面した場合は、平衡するか否かを最初に判断するようにすると良いですね。

以上、ブリッジ回路と平衡条件についての説明でした。


【基礎から学ぶ直流回路】

◎電気回路の基礎 ~そもそも電気回路とは?
◎回路図の描き方 ~初心者は知っておきたい基本的なルール
◎抵抗の基礎 ~種類やカラーコードの見方
◎直列接続の考え方

◎並列接続の考え方
◎導体の電気抵抗
◎キルヒホッフの法則
◎重ね合わせの理
◎テブナンの定理

◎ノートンの定理
◎テブナンの定理とノートンの定理の関係
◎ミルマンの定理
◎ブリッジ回路と平衡条件

◎ホイートストンブリッジ回路とメートルブリッジ回路
◎ブリッジ回路のΔ-Y変換
◎電圧源と電流源

◎電圧源と電流源を含む回路の考え方
◎電圧源と電流源の接続方法の注意点
◎電力とジュールの法則
◎チップ抵抗器の定格電力と外形寸法表記
◎最大電力 ~最小定理の考え方
◎複数の電源から供給される電力の割合

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