惠斯通电桥

发现电阻失衡

惠斯通电桥比较两个各有两个电阻的分压器。平衡表示中点电压相等，差值为零。Vs 是电源电压，Rs 是选定的传感电阻。mV 是 millivolt，毫伏：0.001 V。

实验台

改变电路设置，预测读数，再检查挑战结果。这些是教学模型，每课都会说明模型的假设。

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工作原理

三个固定 1000 Ω 电阻和选定的 800–1200 Ω 电阻。测量不取电流，没有负载。无放大器，不测真实应变，不模拟发热或电阻误差。

Vleft = Vs/2；Vright = Vs × Rs/(1000 + Rs)。显示带符号的 Vright − Vleft，单位毫伏。右下电阻增大，会升高右中点。

难度

搭建 · 观察
通电：5 V、1000 Ω，两边 2.5 V，差值 0 mV。
需要提示？
Vs=5 V; Rs=1000 Ω → 2.5 V; 2.5 V; 0 mV
探索 · 探索
5 V、1100 Ω：右侧约 ≈ 2.61905 V，差值 ≈ +119.0476 mV。
需要提示？
Vs=5 V; Rs=1100 Ω → Vright≈2.61905 V; ΔV≈+119.0476 mV
独立解题 · 解决
5 V、900 Ω：右侧约 ≈ 2.36842 V，差值 ≈ −131.5789 mV。
需要提示？
Vs=5 V; Rs=900 Ω → Vright≈2.36842 V; ΔV≈−131.5789 mV

延伸阅读与电路配方

应变片是拉伸或压缩时电阻变化的传感器；应变是长度变化与原长度之比。这里直接选电阻，不测力、重量或形变。

Vleft = Vs/2; Vright = Vs × Rs/(1000 + Rs); ΔV = (Vright − Vleft) × 1000 mV

1000 Ω 时电阻比匹配；不平衡的符号表示哪边更高。真实测量需要合适传感器与校准。

平衡不表示中点零电压，本例两侧都是电源的一半。

相对 1000 Ω 的 +100 和 −100 Ω 不产生相同大小电压，分压关系非线性。

始终右减左，交换表笔会反转符号。电源增大会放大电压，不自动提高精度。

5 V、1000 Ω。

两边 2.5 V；0 mV。

5 V、900 Ω。

差值约 ≈ −131.5789 mV。

1100 Ω 下把 1 V 改成 5 V：+23.8095 → +119.0476 mV，五倍。