高校物理
5分で解ける!ホイートストンブリッジに関する問題
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練習の解説授業
抵抗値は断面積に反比例し、長さに比例する
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AB間の長さをxとしたところ、検流計に電流が流れませんでした。1[m]の抵抗ACをそれぞれ、x、1−xの長さに分けたときの抵抗をR4とR3とすると、
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図より、ホイートストンブリッジの関係式
R1R3=RR4
⇔ R=R1×(R3/R4)
が成り立ちます。
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ここで、 抵抗値は断面積に反比例し、長さに比例する ことを思い出しましょう。太さ(断面積)が一定なので、R4とR3は長さに比例します。つまり、 抵抗の比R3/R4は、長さの比(1-x)/xに置き換えることができる のです。 R=R1×(R3/R4) に代入して答えを求めましょう。
(1)の答え
![高校物理 電磁気33 練習 (1)答え全部](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/images/k/0/sci_phy/4_9_33_2/k_sci_phy_4_9_33_2_image04.png)
抵抗値は断面積に反比例し、長さに比例する
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(1)の式に必要な値を代入することで求められますね。 ホイートストンブリッジ は、 検流計に流れる電流を0 にすることで、 未知の抵抗値を求めることができる回路 なのです。
(2)の答え
![高校物理 電磁気33 練習 (2) 解答全て](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/images/k/0/sci_phy/4_9_33_2/k_sci_phy_4_9_33_2_image06.png)
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抵抗ACは、抵抗ABと抵抗BCに分けて考えます。すると、この回路はまさに ホイートストンブリッジ ですね。検流計を間に挟んで、上に2つの抵抗R1とR、下に2つの抵抗R4、R3があると考えることができます。