ブリッジ回路にはいろんな種類があると思いますが、ホイートストンブリッジ回路以外にどのようなものがあるんでしょうか。
あとその回路の応用例も教えてください。

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A 回答 (3件)

ブリッジ型の回路はたくさんあると思いますが、とりあえず思い付くものを挙げておきます。



●Kohlrausch bridge(コールラウシュブリッジ)
本質的にはWheatstone bridgeと同じですが、アースの接地抵抗を測るための特殊なブリッジです。測定法自体を指してこの用語が使われることもあります。
いまアース棒1があり、その接地抵抗R1を測りたいとします。
測定補助用にアース棒2,3を打ち込みます。それぞれの接地抵抗をR2, R3とします。
既知抵抗Ra, Rb, Rcを用意してブリッジを組みます。

    Ra    Rb
  ┌/\/\┬/\/\┐
  │    │    │
A○┤   イヤホン  ├○B
  │    │C  D│ 
  └/\/\┴○  ○┘
    Rc

まずアース棒1をCに、アース棒2をDに接続します。C-D間には抵抗R1+R2が接続されたことになります。
交流電源を用意してA-B端子間に接続します。直流でなく交流を用いる理由ですが、アース電極近傍での電気化学的効果により生じる直流起電力による誤差を避けるためです。
交流には可聴周波数を用い、Ra~Rcのいずれかを可変してブリッジの平衡(音が聞こえなくなる)を取ります。
これでR1+R2が測定できたことになります。同様にしてアース棒1~3間(R1+R3)、2~3間(R2+R3)の抵抗を測定します。未知数R1~R3に対し測定値が3つ得られましたから、あとは簡単な連立方程式を解くことで接地抵抗R1が求まります。

●リング変調/復調回路
抑圧搬送波短側波帯の電波(いわゆる、Single Sideband, SSB)の変復調に用いられます。ブリッジ整流回路と似ていますが、よく見るとダイオードの向きが一部異なりますから注意。Balanced modulator/demodulatorなどとも呼ばれます。ダイオードの整流作用を用いて動作するもので、特にブリッジの平衡は用いていません。
回路と動作の総てをここで説明することはできませんので、必要であれば無線通信機に関する解説書を読んで下さい。

●ブリッジ型位相変調回路
以下のようにブリッジを組み、端子AB間に発振器出力を加えます。信号波の出力により可変容量ダイオードの容量を変化させると、入力に対し出力C-Dの位相が変化します。これにより位相変調波を得ることができます。

    Ra    Rb
  ┌/\/\┬/\/\┐
  │    ○C   │
A○┤         ├○B
  │    ○D   │ 
  └/\/\┴─>┃┃┘
    Rc   可変容量ダイオード
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取りあえずブリッジが付けばいいんでしょうか。



ウィーンブリッジ
ある種の発振回路の発振を安定化するための回路。原理を説明するのはちょっと無理。応用例は主にサイン波の精密発振器。

ひずみ抵抗ブリッジ
薄いフィルムに印刷された、変形が加わると電気抵抗が変化する特殊な抵抗線をホイートストーンブリッジの様に4本組み合わせた物。建築模型の耐震実験などに使用。

等など・・・私も思い浮かびません
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全波整流でおなじみのダイオードブリッジやモーターの回転制御でおなじみのFETブリッジや三相インバーターで用いられる三相ブリッジなんかありますねぇ、もっとたくさんありそうだけど、今の所思いつきませんので、お次の方へどうぞ。

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Qブリッジ回路の平衡条件について教えて下さい。

ブリッジ回路の平衡条件について教えて下さい。

  ブリッジ回路において、A-B間の電位が等しくなり、電流計がゼロ(電流値が0 [A])を示す条件をブリッジ回路の平衡条件といい、抵抗(R1,R2,R3,R4)をタスキ掛けした値が等しい時にブリッジ回路の平衡条件が成り立つ。
○R1R4=R2R3

とあります。

何故このようになるのでしょうか?
この時、
R1+R3=R2+R4
になると考えても問題ないでしょうか?

宜しくお願いします。

Aベストアンサー

R1とR3の点の電位Aと、R2とR4の点の電位Bが同じであれば平衡している状態ですね。
A点とB点が同電位となるには、
R3/(R1+R3)=R4/(R2+R4)・・・・が成り立てば平衡となります。
式を変形すると、
R1*R4=R2*R3・・・・となります。

>何故このようになるのでしょうか?
上の説明を参照ください。

>この時、R1+R3=R2+R4
>になると考えても問題ないでしょうか?
いいえこれは誤りです。
R1=R2、R3=R4 の場合のみしか成り立ちません。
R1*R4=R2*R3 か、R3/(R1+R3)=R4/(R2+R4)・・・・です。
 

Q共振回路の応用例

共振回路はどのようなことに応用されていますか?

携帯電話やラジオに使われていると聞くことはありますが、どのように応用されているか教えてください。


携帯やラジオ以外でも使われているもの、どのようにおうようされているか 教えてください。

Aベストアンサー

ラジオ等に使われる共振回路はインダクタンス(L)を持つコイルと、静電容量(C)を持つコンデンサで構成される回路で、きっかけの電力が与えられるとLとCの値に応じた周期で振動する電力を保つ回路です。

その周期(秒)はLとCの値によって決まります。
周期=2×π×√(L×C)で表されます。

またこれを1秒間の振動数(ヘルツ)であらわすと
周波数(f)=1/(2×π×√(L×C))となります。(中学校の時、無線の試験のため、この公式を覚えました)

以下は小学生の頃、工作で作りました。ゲルマラジオの回路です。バリコン(可変コンデンサ)とコイルでLC共振回路が入っています。
http://www.k5.dion.ne.jp/~radio77/guide/kouzou.htm


分かり易い応用例としては、以下のようなものがあります。
ビデオレンタル店等の万引き防止タグは、薄いシートにLC共振回路が描かれたものが商品に張り付けてあります。
店の出口のゲートでは、この回路に共振する周波数の電波が放出されていて、この共振回路の共振を検出すると警報音がなる仕組みになっています。

自動車のスマートキー(鍵をささずに、スマートキーを持っているだけでエンジンを掛けることが出来る)も、キー内部にLC共振回路が内蔵されています。自動車からある周波数の電波が発せられていて、キー内部のLC共振回路が「発電」します。
キーは発電した電力を使って、コード(暗号)を自動車に向けて電波で送ります。暗号が正しければ、車はエンジンをかけることを許可します。(持ち歩くキー自体は必ずしも電池は必要でないところがポイントです)

実際の応用例は、無線機など電波を使う機器だけでなく、普通のオーディオ機器にも有線電話にも、テレビにもあらゆるところで使われていますので、興味があれば勉強してみてください。

ラジオ等に使われる共振回路はインダクタンス(L)を持つコイルと、静電容量(C)を持つコンデンサで構成される回路で、きっかけの電力が与えられるとLとCの値に応じた周期で振動する電力を保つ回路です。

その周期(秒)はLとCの値によって決まります。
周期=2×π×√(L×C)で表されます。

またこれを1秒間の振動数(ヘルツ)であらわすと
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Qブリッジ回路で組む理由

サーミスタを用いた温度検出回路で、ブリッジ回路で組む理由が分かりません。直列にサーミスタと、分圧抵抗を入れる場合は、分かるんですが、なぜブリッジ回路で組み、周りの抵抗がどのように作用してくるのかなど、分かる方教えてください。

Aベストアンサー

#1 さんと同じですが、ちょっと補足します。
ブリッジでは(出力を0とする)平衡をとって、次に目的とする温度計測に入ります。環境温度が TA である環境 A で平衡をとり、次の環境 B で TB を計測をしますと、ΔT=TB-TA を計測できます。ご質問の直列回路では TA と TB を直接に計ることができますが、ブリッジでは ΔT を計ります。どちらで計ってもよいのですが、ΔT<< TA,TB の時には両環境の温度差をより精密に計測できます。TA=1000 度、 ΔT=0.1 度、というような例をご想像ください。

Qホイートストンブリッジ回路の平衡状態

http://www.geocities.co.jp/CollegeLife-Labo/6371/jikken/ex1_2.html
上記のURL内の回路図を参考にして質問させていただきます。

いま、R部分が可変抵抗であり、r(通常抵抗)にかかる電圧を測るものとします。
Rの値を変化させていくと回路が平衡状態に近づいていき、
平衡状態においてはrの抵抗には電流が流れない事は理解できます。
測定したデータを元にV-R曲線を描くと平衡状態付近でrに流れる電流がRの値に対して
直線的に変化しますが、そう考えて良い理由がいまいち分かりません。
曲線を見れば平衡状態付近で直線だというのは見れば分かりますが、
それを理論的に説明するとどのように言えるのかご教授していただければありがたいです。
また参考になるページを紹介していただければなお嬉しいです。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

rに掛かる電圧Vrを式で表して解析したら、すぐに分かるはずですが、ここでは計算抜きで、グラフがどういう形になるかを大雑把、否、大局的に見てみましょう。そういう発想も必要でしょうから。
平衡状態では、Vr=0は納得済
Xが無限大のとき、Vr=E/2で飽和 これも当たり前ですね
平衡状態からどんどん離れてゆくる過程では、VrはE/2に漸近
Xが小さくなる方も同様にVrは-E/2に漸近
こういう形は、電気回路ではしばしば出て来る指数関数です。
指数関数を多項式に展開してみると、変数が小さいときは2次以降を無視して1次式に近似できるのは当然ですね。

Qブリッジ回路について!

ブリッジ回路の計算で教えて下さい!
http://atlas-techno.com/geji.htmlのサイトの下の方の「4ツの抵抗値を等しくし、R1をひずみゲージに交換する。

ブリッジ回路の出力電圧 e はキルヒホッフの法則とオームの法則より」から下の

式がまったく理解できません、キルヒホッフとオームの法則を合わせた式なのですか??
なぜこのような式になるんですか?
何をもとに生まれた式ですか??
どなたか詳しく教えていただけないでしょうか?
本当に困っております。

Aベストアンサー

ブリッジ回路は極めてよく用いられる回路の一つでA,Bの電位が同じになるようにバランスを取ったのち、どこかの抵抗が変化するときそのアンバランス分を測定して、この場合、ひずみゲージの抵抗変化からひずみ量を測定し、ヤング率をかけて応力に変換します。

原理は単なる直流回路ですから、キルヒホッフとオームの法則に従って式を書いて点A,Bでの電位を出してこれが等しくなる条件から向かい合う抵抗の積が等しいという条件が出てきます。

これがわからいのではそのあとの話が全く意味をなさないので、しっかり勉強してください。要するにブリッジバランスをとった後、アンバランス分を検出するという操作です。

参考URL:http://www.civil.kumamoto-u.ac.jp/matsu/bridge.pdf

Qホイートストンブリッジ回路の問題

内部抵抗の無視できる起電力Eの電池と5つの抵抗からなる回路について、、、
     --------l  l--------B点-------l  l-----------
     l       R1       l       R2       l
 l----l                l l←R5            l----l
 l   l                 l                l   l
 l   --------l  l--------A点-------l  l----------    l
 l   l       R3              R4        l   l
 l   l                                 l   l
 l----l                                 l----l
     l                                 l
     l                                 l
     --------------l←(+) 起電力E l←(-)-------

(1)R1=4Ω、R2=1Ω、R3=3Ω、R4=2Ω、R5=2Ω、起電力E=10Vであるとき、
電池から流れる電流およびR5にながれる電流の向きとその大きさを求めよ。
(2)R5の抵抗に流れる電流が0になる場合に成り立つ、R1、R2、R3、R4の抵抗の間の関係式を示せ。
(1)に関しては回答がそれぞれ4.1A、0.5Aだそうです。
が(1)、(2)両方に関して、その解法がわからないため、御教授していただきたく質問しました。既出でしたらすいません。

※わかりずらい図で申し訳ありません。
図のたて棒はすべて直線で、つながっているものとして考えてください。

内部抵抗の無視できる起電力Eの電池と5つの抵抗からなる回路について、、、
     --------l  l--------B点-------l  l-----------
     l       R1       l       R2       l
 l----l                l l←R5            l----l
 l   l                 l                l   l
 l   --------l  l--------A点-------l  l----------    l
 l ...続きを読む

Aベストアンサー

(1)
R1、R3、R5(A→B)に流れる電流をそれぞれI1、I2、I3とおく。そうすると、R2、R5に流れる電流はそれぞれI1+I3、I2-I3と表せる。あとは、適当に3つ回路(ループ)を選んで、(起電力)=(電圧降下)の回路方程式を出して連立方程式を解くばOK。
(2)
上記の方法にI3=0を代入して解けばOK。
あるいは、上にI1下にI2の電流が流れているとしてさらにAとBの電位が等しいとしても解ける(ってか本質的に上の解法と全く同じですが…)

Qブリッジ回路での未知抵抗の測定

「高精度の抵抗(10kΩ)と高精度の電圧計を用いて、未知の抵抗Rをできるだけ精度よく測定するにはどのような電気回路を組めばいいか?」という宿題が出たのですが、どのような回路がいいのでしょうか?(先生いわく、中学校のとき習った電気回路のちょっとした応用レベルだそうです)

 私としては、ブリッジ回路かな?と思ったのですが、固定抵抗が3つ、未知抵抗が1つというブリッジ回路でも測定は可能なのでしょうか。また、可能な場合、未知抵抗Rはどのような式で誘導されるのでしょうか。できない場合は他にどのような回路がよろしいのでしょうか。

どなたかよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

不平衡ブリッジの計算は、別に難しいものではありません。
ブリッジの抵抗値を、P=Q=R、未知の抵抗をX、電源電圧=E、不平衡電圧=Fとします。
PとQの間の電圧=E/2 RとXの間の電圧=EX/(X+R) よって、E/2-EX/(X+R)=F この式から、X=R(1-2F/E)/(1+2F/E)
なお、この式において、平衡時はF=0なので、X=Rとなります。

>直接電圧計でExを測定する場合と、間接的にEx=V-E1という式で求めた場合では結果に違いが出てくるのでしょうか。
電圧計の抵抗を∞とすれば、電圧計を繋いでも誤差は生じないので、両者の結果に差はありませんが、抵抗が∞でない場合は、測定値に誤差を含むので、若干の差異は出るかもしれません。但し、前提が、高精度の電圧計を使うということなので、どちらでもいいと思います。

Q位相型発振回路とブリッジ型発振回路の発振条件

位相型発振回路とブリッジ型発振回路の発振条件が分からなくて困ってます。 
知っている方がいたら教えてください

Aベストアンサー

位相が回ってゲインが1以上で発信するわけですが、詳しくは以下のページをご覧下さい。
http://www.rlc.gr.jp/project/e_circuit/analog/opamp/wien_bridge/genri/genri.htm
http://www.madlabo.com/mad/edat/DipMeter/oscgenri.htm

Qブリッジ回路の問題について、教えてください。

ブリッジ回路の問題について、教えてください。

以下の問題を解いていますが、さっぱりわかりません。
どなたかできるだけ詳しくご教授お願いします。

問題
図のように、電圧源、抵抗、キャパシタンス、検流計から構成されるブリッジ回路を考える。
この回路において、スイッチSはT秒の周期で切り替わり、T/2秒a側に接続され、T/2秒b側に接続される動作を繰り返すものとする。また、キャパシタンスの値(C[F])はスイッチSがb側に接続されている間にキャパシタンスの電荷がすべて放電されるとみなせる程度に十分小さいものとする。さらに検流計Gの内部抵抗は無視できるとする。これについて以下の問題に答えよ。

(1)スイッチSがa側に倒れた瞬間をt=0とし、1周期(t=0からTまで)の間において、検流計Gを流れる電流Igの値を表す式を求めよ。
(2)ブリッジ回路が平衡状態になる(1周期の間で検流計を流れる電流の総量が0となる)ためのTに関する条件式を求めよ。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

問題を順に整理して考えて見ましょう。
ブリッジ回路ではあるけれども、スイッチSがa側、b側で状態が異なる点を検討すれば良い。
スイッチSがa側時C[F]の充電状態で検流計Gを流れる電流Igの値は変化する。
スイッチSがb側時C[F]は切り離されているので検流計Gを流れる電流Igの値は一定である。

T=0からT/2秒a側に接続された状態
1.T=0秒a時はa側に接続であるので、C[F]は0Ωから∞Ωまで変化する。
 T=0の時電流Igは-1V/0.1Ωの-10AからC[F]が10Ωのバランスする0A点を追加して、
 C[F]の抵抗変化はδTの関数で充電時間で変化する。

2.T=T/2秒時はC[F]は∞Ωであるので
 合成抵抗は、 1Ω*0.1Ω/(1Ω+0.1Ω)+1Ω 0.091Ω+1Ω で
 合計電流は0.917Aから電流Igの値は、0.833Aとなる。

T=T/2秒時からT秒b側に接続された状態
1.T=T/2秒はb側に接続であるので、C[F]は存在しない状態である。
 よってT=T/2からT秒は、検流計Gを流れる電流Igの値は、
 上記のT=T/2秒時と同じで、電流Igの値は、0.833Aとなる。

>(1)スイッチSがa側に倒れた瞬間をt=0とし、1周期(t=0からTまで)の間において、検流計Gを流れる電流Igの値を表す式を求めよ。
上記のT=0からT/2秒a側とT=T/2秒時からT秒b側を求めれば良い。

>(2)ブリッジ回路が平衡状態になる(1周期の間で検流計を流れる電流の総量が0となる)ためのTに関する条件式を求めよ。
上記のT=0からT/2秒a側のC[F]が10Ωのバランスする0A点を求めれば良い。
 

問題を順に整理して考えて見ましょう。
ブリッジ回路ではあるけれども、スイッチSがa側、b側で状態が異なる点を検討すれば良い。
スイッチSがa側時C[F]の充電状態で検流計Gを流れる電流Igの値は変化する。
スイッチSがb側時C[F]は切り離されているので検流計Gを流れる電流Igの値は一定である。

T=0からT/2秒a側に接続された状態
1.T=0秒a時はa側に接続であるので、C[F]は0Ωから∞Ωまで変化する。
 T=0の時電流Igは-1V/0.1Ωの-10AからC[F]が10Ωのバランスする0A点を追加して、
 C[F]の抵抗変化はδTの関数...続きを読む

Q全波整流回路、ブリッジ方式回路の平滑コンデンサ選定

全波整流回路、ブリッジ方式回路、一次電源19V、二次電源DC24Vで、負荷はソレノイド6個(6.6A)の場合の平滑コンデンサの設定するための計算方法と平滑コンデンサ容量を教えてください。

Aベストアンサー

ざっくり概算すると、一次電源19Vが交流実効値とすると、ピーク値は26.6V。ダイオードの電圧降下2個分1.2Vを差し引くと、25,4V。
24Vを中心にするとして、リプル電圧が±1.4Vで振れ幅ΔV=2.8V程度以下にしたい。
放電電流I(6.6A),放電期間T(10ms)とするとCΔV≒ITから、C=IT/ΔV。
数値を入れてみると、23,000μF程度が必要。
実際には、もう少し放電時間が短くなるだろうけど、19Vという低い交流電圧で、平均24Vを維持しようとすると、こんなにでかいコンデンサが必要になるかなと思います。

交流で、27V程度あれば、全波整流の平均値が24Vくらいになるので、コンデンサなくして、負荷インダクタンスでの平滑効果だけで大丈夫そうに思います。


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