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ホイートストンブリッジで測定すると、精度がよいと聞いたのですが、それはなぜなんでしょうか?その理由を教えてください。お願いします。

A 回答 (4件)

 みなさんがおっしゃっているように、測定要素が少ない


ことも精度が良くなる理由ですが、何よりも電流計・電
圧計を接続していないことが、精度が良くなる最大の理
由です。

 電流を測定しようとして電流計を接続すれば、電流計
自身の内部抵抗により、接続前より電流は小さくなりま
す。電圧を測定しようとして電圧計を接続すれば、電圧
計にも電流が流れるため、接続前より電圧は小さくなり
ます。 
 これらの誤差は、電流計・電圧計を用いる限り、絶対
避けられません。

 ホイートストンブリッジならば、理論的な誤差はあり
ません。

 もちろん、実験ですから誤差を0にすることは不可能
ですが・・・
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イメージとしてです。



初歩的な電気知識がある仮定で説明します。
回路図は省略しますが、回路の説明に前にキルヒホッフの法則を薄っぺらで良いですから、わかっていれば良いです。(特に第二法則)
この回路の真ん中の電流値がゼロ(*1)の時にホイートストーンブリッジの関係式で成立します。電気では電圧・電流・抵抗の3つの影響が発生するのに、
この回路では、抵抗だけです。よって、不安定要素が少ないのです。

*1これは、ここに電流が流れていないのではなく、上から5の力が流れているとしたら、下からも5の力が流れていて、結局、見た目は流れていないという事です。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。よくわかりました。

お礼日時:2001/10/19 18:41

一応、基本のホイートストンブリッジで未知の電気抵抗を既知の抵抗と比較して測定する回路と計算式および測定法は、ご存知のものとして説明します。



当然、既知の抵抗値は、精度が高い物とします。
計算式は、電源電圧を含みませんから、電圧の値は、測定値に関係ありません。
検流計の電流が限りなく0のときを読み取るわけですから、検流計は、高感度の物が使用できます。
以上の条件のとき上記の理由で精度が高いといえると思います。
なお、検流計は、最初から高感度だと不平衡電流が大きいときに振り切って壊すことがありますから、低感度から初めて徐々に感度を上げていく注意が必要です。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。
実験ではエレクトロニック検流計というのをつかったのですが、感度を低くしてからやっていたのですが、振り切ってしまいそうになり、どきどきの実験でした。

お礼日時:2001/10/19 18:39

全然自信が有りませんが...



図は省略します。
ホイートストンブリッジは検流計の値が0になったとき、
Z1・Z3=Z2・Z4であるといったやつですよね。

検流計の値が0にするという点がミソだと思います。
一般に指示計器(ここでは検流計)は可動部を持ちますから、
その指示は必ずしも正確ではありません。
だから検流計感度のみを信頼し、電流が流れているか、流れていないかのみを
問題とする。このような計測システムをゼロ点法といいます。

上記式のとおり、計算に電流は一切出てきません。
ですから電流の値の精度は考慮しなくてもいいことになります。
ということは、既知の抵抗の精度のみが計測に影響することになるので、
充分な精度を持つ抵抗を使えば、より精密な計測ができることになります。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。抵抗値が正確だと、精度はいいということなんですね。

お礼日時:2001/10/19 18:34

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