केरी फोस्टर ब्रिज

इलेक्ट्रानिक्स में, केरी फोस्टर ब्रिज एक ब्रिज सर्किट है जिसका उपयोग मध्यम प्रतिरोधों को मापने के लिए या दो बड़े प्रतिरोधों के बीच छोटे अंतर को मापने के लिए किया जाता है। इसका आविष्कार कैरी फोस्टर ने व्हीटस्टोन पुल पर एक संस्करण के रूप में किया था। उन्होंने पहली बार अपने 1872 के पेपर ऑन ए मॉडिफाइड फॉर्म ऑफ व्हीटस्टोन ब्रिज, एंड मेथड्स ऑफ मेजरिंग स्मॉल रेसिस्टेंस (टेलीग्राफ इंजीनियर्स जर्नल, 1872-1873, 1, 196) में इसका वर्णन किया।

प्रयोग करें

कैरी फोस्टर ब्रिज। मोटे किनारे वाले क्षेत्र लगभग शून्य प्रतिरोध वाले busbar हैं।

निकटवर्ती आरेख में, X और Y तुलना किए जाने वाले प्रतिरोध हैं। पी और क्यू लगभग समान प्रतिरोध हैं, जो पुल के दूसरे आधे हिस्से का निर्माण करते हैं। पुल तार EF के साथ एक जॉकी संपर्क D रखा गया है और गैल्वेनोमीटर G के शून्य होने तक फिसला हुआ है। माप पर प्रभाव को सीमित करने के लिए मोटी सीमा वाले क्षेत्र बहुत कम प्रतिरोध के मोटे तांबे के बसबार हैं।

1. ज्ञात प्रतिरोध को स्थिति Y पर रखें।
2. अज्ञात प्रतिरोध को स्थिति X में रखें।
3. संपर्क डी को पुल तार EF के साथ समायोजित करें ताकि गैल्वेनोमीटर को शून्य किया जा सके। यह स्थिति (E से F की दूरी के प्रतिशत के रूप में) है ℓ₁.
4. स्वैप एक्स और वाई। डी को नए अशक्त बिंदु पर समायोजित करें। यह पद है ℓ₂.
5. यदि तार का प्रतिरोध प्रति प्रतिशत है σ, तो प्रतिरोध अंतर पुल तार की लंबाई का प्रतिरोध है ℓ₁ और ℓ₂:

$X-Y=\sigma (\ell _{2}-\ell _{1})\,$

कम अज्ञात प्रतिरोध X को मापने के लिए, Y को तांबे के बसबार से बदलें जिसे शून्य प्रतिरोध माना जा सकता है।

व्यावहारिक उपयोग में, जब पुल असंतुलित होता है, तो गैल्वेनोमीटर को जलने से बचाने के लिए कम प्रतिरोध के साथ शंट किया जाता है। प्रत्याशित होने पर ही इसका उपयोग पूरी संवेदनशीलता के साथ किया जाता है माप शून्य बिंदु के करीब है।

=== σ === मापने के लिए

ब्रिज तार EF के इकाई प्रतिरोध को मापने के लिए, एक ज्ञात प्रतिरोध (जैसे, एक मानक 1 ओम प्रतिरोध) जो X के रूप में तार से कम है, और Y के रूप में माना शून्य प्रतिरोध का एक कॉपर बसबार डालें।

सिद्धांत

दो प्रतिरोधों की तुलना की जानी है, X और Y, ब्रिज वायर के साथ श्रृंखला में जुड़े हुए हैं। इस प्रकार, व्हीटस्टोन ब्रिज के रूप में माना जाता है, दो प्रतिरोध एक्स प्लस ब्रिज वायर की लंबाई और वाई प्लस शेष ब्रिज वायर हैं। शेष दो भुजाएँ लगभग समान प्रतिरोध P और Q हैं, जो पुल के भीतरी अंतराल में जुड़ी हुई हैं।

तुलना के लिए एक मानक व्हीटस्टोन ब्रिज। दोनों परिपथ आरेखों में बिंदु A, B, C और D संगत हैं। X और Y, R के अनुरूप हैं₁ और आर₂, पी और क्यू आर के अनुरूप हैं₃ और आर_X. ध्यान दें कि कैरी फोस्टर ब्रिज के साथ, हम आर माप रहे हैं₁ आर के बजाय_X.

होने देना ℓ₁ प्रतिशत में ब्रिज वायर EF पर अशक्त बिंदु D हो। α अज्ञात बाईं ओर का अतिरिक्त प्रतिरोध EX है और β अज्ञात दाईं ओर अतिरिक्त प्रतिरोध FY है, और σ ब्रिज वायर की प्रति प्रतिशत लंबाई का प्रतिरोध है:

${P \over Q}={{X+\sigma (\ell _{1}+\alpha )} \over {Y+\sigma (100-\ell _{1}+\beta )}}$

और प्रत्येक पक्ष में 1 जोड़ें:

${P \over Q}+1={{X+Y+\sigma (100+\alpha +\beta )} \over {Y+\sigma (100-\ell _{1}+\beta )}}$ (समीकरण 1)

अब X और Y को स्वैप करें। ℓ₂ प्रतिशत में नया शून्य बिंदु पठन है:

${P \over Q}={{Y+\sigma (\ell _{2}+\alpha )} \over {X+\sigma (100-\ell _{2}+\beta )}}$

और प्रत्येक पक्ष में 1 जोड़ें:

${P \over Q}+1={{X+Y+\sigma (100+\alpha +\beta )} \over {X+\sigma (100-\ell _{2}+\beta )}}$ (समीकरण 2)

समीकरण 1 और 2 में बायीं ओर समान है और दायीं ओर समान अंश है, जिसका अर्थ है कि दायीं ओर का भाजक भी समान होना चाहिए:

${\begin{aligned}&Y+\sigma (100-\ell _{1}+\beta )=X+\sigma (100-\ell _{2}+\beta )\\\Rightarrow {}&X-Y=\sigma (\ell _{2}-\ell _{1})\end{aligned}}$

इस प्रकार: X और Y के बीच का अंतर ब्रिज वायर का प्रतिरोध है ℓ₁ और ℓ₂.

जब पी, क्यू, एक्स और वाई सभी तुलनीय परिमाण के होते हैं तो पुल सबसे अधिक संवेदनशील होता है।

संदर्भ

• A. H. Fison (1919). "Obituary notices: .... George Carey Foster, 1835–1919; ..." J. Chem. Soc., Trans. 115: 412–427. doi:10.1039/CT9191500408.