হুইটস্টোন ব্রিজ ও এর ব্যবহার

পূর্বের পোস্টে ব্রিজ সার্কিট সম্পর্কে প্রাথমিক ধারনা ব্যাখ্যা করা হয়েছে। এই পোস্টে হুইটস্টোন ব্রিজ সম্পর্কে সহজ ভাষায় উপস্থাপন করার চেষ্টা করবো।

হুইটস্টোন ব্রিজ কী

হুইটস্টোন ব্রিজ একটি রেজিস্টিভ ব্রিজ যার প্যারালাল দুটি ব্রাঞ্চের মোট চারটি বাহুতে চারটি রেজিস্টর থাকে এবং ব্রাঞ্চ দুটির মধ্য বিন্দু একটি গ্যালভানোমিটার দিয়ে ব্রিজ করা থাকে। খাঁটি রেজিস্টিভ উপাদান দিয়ে তৈরি বলে এই ব্রিজ সার্কিটকে ডিসি ব্রিজও বলা হয়। এক্ষেত্রে আধুনিক ইন্সট্রুমেন্টেশনে গ্যালভানোমিটারের পরিবর্তে একটি ইন্সট্রুমেন্টেশন অ্যামপ্লিফায়ার ব্যবহার করা হয়।

হুইটস্টোন ব্রিজ যেভাবে কাজ করে

চিত্র অনুযায়ী হুইটস্টোন ব্রিজে R1 ও R3 দুটি নির্দিষ্ট মানের রেজিস্টর, R2 একটি পরিবর্তনশীল রেজিস্টার বা পটেনশিওমিটার এবং Rx একটি অজানা রেজিস্টার যার মান পরিমাপ করার জন্য সংযুক্ত করা হয় হবে।

অজানা রেজিস্টরটি সংযুক্ত করার পর পটেনশিওমিটার ঘুরিয়ে ব্রিজ সার্কিটটিকে সাম্যবস্থায় আনা হয়। সাম্যবস্থায় গ্যালভানোমিটারটি শূন্য স্থানে অর্থাৎ 0 ভোল্টেজ প্রদর্শন করে। ফলে-

V_AC = V_AB বা, $\frac{{{\mathit{V}}_{\mathit{A}}^{}}_{\mathit{C}}^{}}{{{\mathit{V}}_{\mathit{A}}^{}}_{\mathit{B}}^{}}=1$

এবং V_CD = V_BD বা, $\frac{{{\mathit{V}}_{\mathit{C}}^{}}_{\mathit{D}}^{}}{{{\mathit{V}}_{\mathit{B}}^{}}_{\mathit{D}}^{}}=1$

∴ $\frac{{{\mathit{V}}_{\mathit{A}}^{}}_{\mathit{C}}^{}}{{{\mathit{V}}_{\mathit{A}}^{}}_{\mathit{B}}^{}}=\frac{{{\mathit{V}}_{\mathit{C}}^{}}_{\mathit{D}}^{}}{{{\mathit{V}}_{\mathit{B}}^{}}_{\mathit{D}}^{}}$

ধরি, ACD ও ABD ব্রাঞ্চে প্রবাহিত কারেন্ট যথাক্রমে ${{{\mathit{I}}_{\mathit{a}}^{}}_{\mathit{c}}^{}}_{\mathit{b}}^{}$ ও ${{{\mathit{I}}_{\mathit{a}}^{}}_{\mathit{b}}^{}}_{\mathit{d}}^{}$, তাহলে উপরের সমিকরন হতে পাই-

$\frac{{{{\mathit{I}}_{\mathit{a}}^{}}_{\mathit{c}}^{}}_{\mathit{b}}^{}{\mathit{R}}_1}{{{{\mathit{I}}_{\mathit{a}}^{}}_{\mathit{b}}^{}}_{\mathit{d}}^{}{\mathit{R}}_{\mathit{x}}}=\frac{{{{\mathit{I}}_{\mathit{a}}^{}}_{\mathit{c}}^{}}_{\mathit{b}}^{}{\mathit{R}}_2}{{{{\mathit{I}}_{\mathit{a}}^{}}_{\mathit{b}}^{}}_{\mathit{d}}^{}{\mathit{R}}_3}$

বা, $\frac{{\mathit{R}}_1}{{\mathit{R}}_{\mathit{x}}}=\frac{{\mathit{R}}_2}{{\mathit{R}}_3}$ [$\frac{{{{\mathit{I}}_{\mathit{a}}^{}}_{\mathit{c}}^{}}_{\mathit{b}}^{}}{{{{\mathit{I}}_{\mathit{a}}^{}}_{\mathit{b}}^{}}_{\mathit{d}}^{}}$ দ্বারা ভাগ করে]

বা, ${\mathit{R}}_{\mathit{x}}=\frac{{\mathit{R}}_1{\mathit{R}}_3}{{\mathit{R}}_2}$

এভাবে হুইটস্টোন ব্রিজ ব্যবহার করে R1, R2, R3 এর মাধ্যমে অজানা রেজিস্টার, Rx এর মান নির্ণয় করা যাবে।

ব্যবহৃত সার্কিটের Rx কোন ট্রান্সডিউসার যেমন লাইট ডিপেন্ডেন্ট রেজিস্টার, স্ট্রেন গেজ প্রভৃতি হতে আসে।