Мостовая цепь

Мостова́я цепь

Мост электрический, электрический Четырёхполюсник, к одной паре зажимов (полюсов) которого подключен источник питания, а к другой — нагрузка. Классическая М. ц. состоит из четырёх сопротивлений, соединённых последовательно в виде четырёхугольника (рис.), причём точки а, b, c и d называются вершинами. Ветвь, содержащая источник питания U_П, называется диагональю питания, а ветвь, содержащая сопротивление нагрузки Z_H — диагональю нагрузки или указательной диагональю. Сопротивления Z₁, Z₂, Z₃ и Z₄, включенные между двумя соседними вершинами, называются плечами М. ц. Диагонали М. ц., как мостики, соединяют две противолежащие вершины (диагональ нагрузки, например, ранее так и называлась — мост). Схема, представленная на рис., известна в литературе как четырёхплечий мост, или мост Витстона (Уитстона).

Разность потенциалов в точках b и d и, следовательно, ток в диагонали нагрузки будут равны нулю при любых значениях эдс источника питания, если сопротивления плеч моста удовлетворяют равенству: Это равенство называется условием равновесия четырёхплечего моста. В М. ц. постоянного тока равновесие может быть достигнуто регулировкой одного из сопротивлений плеч. В М. ц. переменного тока условие равновесия связывает комплексные величины; это условие распадается на два равенства, каждое из которых связывает действительные числа — параметры плеч (сопротивления, индуктивности, ёмкости, частоту). Поэтому в общем случае для уравновешивания М. ц. переменного тока требуется регулировка по крайней мере двух параметров моста. Различают М. ц., равновесие которых зависит от частоты питающего напряжения, и М. ц., уравновешенные при любой частоте питания. Условие равновесия частотно-зависимых М. ц. в качестве одной из переменных величин содержит частоту питающего напряжения. На основе уравновешенных М. ц. создают главным образом устройства для измерения электрических сопротивлений, ёмкостей, индуктивностей — мосты измерительные (См. Мост измерительный); в комплекте с первичными преобразователями параметрического типа они широко применяются для измерения неэлектрических величин (температуры, деформаций, ускорений и т. п.).

М. ц. в неуравновешенном режиме часто используется в качестве, например, преобразователя, выходная величина которого — ток или напряжение в диагонали нагрузки. М. ц. переменного тока могут работать также в режимах полуравновесия и квазиравновесия. Важная разновидность М. ц. — двойные трёхполюсники, которые применяются для защиты цепей от помех и наводок, главным образом на высоких частотах.

М. ц. широко распространены в различных устройствах электротехники и радиотехники. Примером использования М. ц. может служить параметрический стабилизатор напряжения — четырёхплечий мост с нелинейным сопротивлением в одном из плеч. В такой М. ц. напряжение на диагонали нагрузки мало зависит от колебаний питающего мост напряжения. Стабилизатор одинаково хорошо функционирует как на постоянном, так и на переменном токе. Др. примером может служить выпрямитель тока, собранный по схеме М. ц., являющийся преобразователем переменного тока в постоянный. М. ц. применяются в измерительной технике, автоматике, телемеханике, вычислительной технике и технике связи.

Лит.: Карандеев К. Б., Мостовые методы измерений, Киев, 1953; Белецкий А. Ф., Основы теории линейных электрических цепей, М., 1967; Смолов В. Б., Кантор Е. Л., Мостовые вычислительные устройства, Л., 1971; Основы электроизмерительной техники, М., 1972.

В. Н. Малиновский.

Схема четырёхплечего моста.