Obwody, które są używane do obliczania nieznanego odporność , indukcyjność, pojemność, częstotliwość i wzajemna indukcyjność nazywane są mostkami AC. Obwody te działają z sygnałem napięcia zmiennego. Mostki te działają na zasadzie równowagi stosunku impedancji, która jest uzyskiwana przez detektor zerowy i daje dokładne wyniki. W niektórych obwodach zamiast detektora zerowego można zastosować wzmacniacz prądu przemiennego. Równania bilansowe otrzymane z obwodu można wykorzystać do określenia nieznanej rezystancji, pojemności i indukcyjności, a także niezależnie od częstotliwości. Mostki AC są używane w systemy porozumiewania się , złożone elektryczne i elektroniczne obwody i wiele więcej. Istnieją różne rodzaje mostków AC stosowanych w obwodach elektronicznych. Są to most Maxwells, most Maxwells Wein, most Anderson, most Hay’s, most Owen, most De Sauty, most Schering i most z serii Wein.
Definicja mostu Maxwellsa
Most Maxwella jest również znany jako most Maxwella Weina lub zmodyfikowana forma Most Wheatstone'a lub mostek pojemnościowy indukcyjności Maxwella, składa się z czterech ramion używanych do pomiaru nieznanych indukcyjności pod względem skalibrowanych pojemności i rezystancji. Może służyć do pomiaru nieznanej wartości indukcyjności i porównywania jej z wartością standardową. Działa na zasadzie porównania znanych i nieznanych wartości indukcyjności.
Wykorzystuje metodę odchylenia zerowego do obliczenia indukcyjności z kalibracją równoległą rezystor i kondensator. Mówi się, że obwód mostka Maxwella jest w rezonansie, jeśli dodatni kąt fazowy impedancji indukcyjnej jest skompensowany ujemnym kątem fazowym impedancji pojemnościowej (podłączony w przeciwległym ramieniu). W związku z tym nie będzie prądu płynącego przez obwód ani potencjału przez detektor zerowy.
Formuła mostu Maxwellsa
Jeśli mostek Maxwella jest w stanie wyważenia, nieznaną indukcyjność można zmierzyć za pomocą zmiennego kondensatora standardowego. Formuła mostka Maxwella jest podana jako (pod względem indukcyjności, rezystancji i pojemności)
R1 = R2r3 / R4
L1 = R2R3C4
Współczynnik jakości obwodu mostkowego Maxwella jest podany jako:
Q = ωL1 / R1 = ωC4R4
Obwód mostu Maxwellsa
Obwód mostu Maxwella składa się z 4 ramion połączonych w kształt kwadratu lub rombu. W tym obwodzie dwa ramiona zawierają pojedynczy rezystor, kolejne jedno ramię zawiera rezystor i cewkę w połączeniu szeregowym, a ostatnie ramię zawiera rezystor i kondensator w połączeniu równoległym. Poniżej pokazano podstawowy obwód mostka Maxwella.
Obwód mostkowy Maxwella
Źródło napięcia zmiennego i detektor zerowy są połączone ukośnie do obwodu mostka w celu pomiaru nieznanej wartości indukcyjności i porównania ze znanymi wartościami.
Równanie mostu Maxwella
Z obwodu AB, BC, CD i DA są 4 ramiona połączone w kształcie rombu.
AB i CD to rezystory R2 i R3,
BC to szeregowa kombinacja rezystora i cewki indukcyjnej podana jako Rx i Lx.
DA jest równoległą kombinacją rezystora i kondensatora, oznaczoną jako R1 i C1
Rozważmy, że Z1, Z2, Z3 i ZX to impedancje 4 ramion obwodu mostka. Wartości tych impedancji podano jako:
Z1 = (R1 + jwL1) [od Z1 = R1 + 1 / jwC1]
Z2 = R2
Z3 = R3
ZX = (R4 + jwLX)
Lub
Z1 = R1 równolegle z C1, to znaczy Y1 = 1 / Z1
Y1 = 1 / R1 + j ωC1
Z2 = R2
Z3 = R3
Zx = Rx szeregowo z Lx = Rx + jωLx
Weźmy równanie bilansu podstawowego obwodu mostka AC w następujący sposób,
Z1Zx = Z2Z3
Zx = Z2Z3 / Z1
Zastąp wartości impedancji obwodu mostka Maxwella w powyższym równaniu równowagi. Następnie,
Rx + jωLx = R2R3 ((1 / R1) + jωC1)
Rx + jωLx = R2R3 / R1 + jωC1R2R3
Teraz zrównaj rzeczywiste i urojone wyrazy z powyższych dwóch równań,
Rx = R2R3 / R1 i Lx = C1R2R3
Q = ωLx / Rx = ωC1R2R3x R1 / R2R3 = ωC1R
Gdzie Q = współczynnik jakości obwodu mostka
Rx = nieznany opór
Lx = nieznana indukcyjność
R2 i R3 = znane rezystancje nieindukcyjne
C1 = kondensator podłączony równolegle do rezystora zmiennego R1
Diagram wskazowy
Mostek Maxwella służy do pomiaru nieznanej indukcyjności obwodu za pomocą skalibrowanych rezystorów i kondensatory . Ten obwód mostkowy porównuje znaną wartość indukcyjności z wartością standardową. Wykres wskazowy mostka Maxwella obwód w stanie wyważenia pokazano poniżej.
Diagram wskazowy
Mówi się, że obwód mostka Maxwella jest w stanie zrównoważonym, jeśli przesunięcia fazowe cewek indukcyjnych i kondensatorów są przeciwne. Oznacza to, że impedancja pojemnościowa i impedancja indukcyjna są umieszczone naprzeciw siebie w obwodzie mostka. Obecne I3 i I4 są w fazie z I1 i I2. Zmieniając impedancje obwodu mostka, prąd może pozostawać w tyle za przyłożonym sygnałem napięcia zmiennego.
Błędy pomiarowe można wyeliminować dzięki wzajemnej indukcyjności między dwoma wskaźnikami. Ponieważ mogą wystąpić znaczne błędy z powodu sprzężenia między cewkami w obwodzie. Aby uzyskać równowagę obwodu, kondensator zmienny i rezystor są połączone równolegle. Zmierzone indukcyjności w stanie wyważenia są niezależne od częstotliwości.
Rodzaje mostu Maxwella
Istnieją różne typy mostów
Mostek indukcyjny Maxwella
Ten typ obwodu mostkowego służy do pomiaru nieznanej wartości indukcyjności obwodu poprzez porównanie jej ze standardową wartością indukcyjności własnej. Dwa ramiona obwodu mostka mają znane rezystancje nieindukcyjne, drugie jedno ramię zawiera zmienną indukcyjność ze stałym rezystorem połączonym szeregowo, a drugie ramię zawiera nieznaną indukcyjność połączoną szeregowo z rezystorem. Źródło napięcia przemiennego i detektor zerowy są połączone przez złącza obwodu. Schemat obwodu pokazano poniżej.
Mostek indukcyjny Maxwella
W stanie równowagi wzór na obwód indukcyjności Maxwella jest następujący:
Gdzie L1 = nieznana indukcyjność z rezystorem R1
R2 i R3 to nieindukcyjne rezystancje
L2 to zmienna indukcyjność ze stałą rezystancją r2
R2 jest rezystorem zmiennym połączonym szeregowo z L2
Mostek pojemnościowy indukcyjności Maxwella
Ten typ obwodu mostkowego służy do pomiaru nieznanej wartości indukcyjności poprzez porównanie jej ze zmiennym kondensatorem standardowym. Sygnał napięcia zmiennego i detektor zerowy są podłączone na złączach.
Mostek pojemnościowy indukcyjności
Z obwodu możemy zauważyć, że
Jedno ramię zawiera równolegle zmienny kondensator standardowy C1 o zmiennej rezystancji nieindukcyjnej R1
Pozostałe dwa ramiona zawierają znane rezystory nieindukcyjne R2 i R3
Inne ramię zawiera nieznaną indukcyjność Lx z rezystorem Rx połączonym szeregowo, którego wartość należy zmierzyć i porównać ze znaną wartością.
Wyrażenie na pojemność indukcyjności Maxwella jest podane jako (w stanie równowagi
Q = współczynnik jakości obwodu mostka Maxwella
Zalety mostów Maxwells
Zalety są
- W stanie wyważenia obwód mostka jest niezależny od częstotliwości
- Pomaga zmierzyć szeroki zakres wartości indukcyjności przy częstotliwości audio i mocy
- Aby bezpośrednio zmierzyć wartość indukcyjności, stosuje się skalę skalibrowanej rezystancji.
- Służy do pomiaru wysokiego zakresu indukcyjności i porównywania z wartością standardową.
Wady Maxwells Bridge
Wady są
- Stały kondensator w obwodzie mostka Maxwella może powodować interakcję między rezystancją a równowagą reaktancji.
- Nie nadaje się do pomiaru wysokiego zakresu współczynnika jakości (wartości Q> = 10)
- Zmienny standardowy kondensator stosowany w obwodzie jest bardzo kosztowny.
- Nie jest używany do pomiaru współczynnika niskiej jakości (wartość Q) ze względu na stan równowagi obwodu. Dlatego jest używany do cewek średniej jakości.
Zastosowania Maxwells Bridge
Aplikacje są
- Stosowany w systemach komunikacyjnych
- Stosowany w obwodach elektronicznych
- Stosowany w obwodach mocy i częstotliwości audio
- Służy do pomiaru nieznanych wartości indukcyjności obwodu i porównywania z wartością standardową.
- Służy do pomiaru cewek średniej jakości.
- Stosowany w obwodach filtrów, oprzyrządowaniu, obwodach liniowych i nieliniowych
- Stosowany w obwodach konwersji mocy.
FAQs
1). Co to są mostki AC i DC?
Mostki AC i mostki DC są używane do pomiaru nieznanych elementów, takich jak indukcyjność, pojemność i rezystancja. Lub zmierz nieznane impedancje obwodu.
Różne typy mostów ac to most Maxwella, most Maxwella Wien, most Andersona, most Hay, most Owena, most De Sauty, most Scheringa i most z serii Wein.
Mostki prądu stałego służą do pomiaru nieznanej rezystancji w obwodzie mostka. Różne typy mostków prądu stałego to mostek Wheatstone'a, mostek Kelvina i mostek tensometryczny.
2). Który most jest wrażliwy na częstotliwość?
Most Wiednia jest wrażliwy na częstotliwość.
3). Jaki jest cel obwodu mostkowego?
Celem obwodu mostkowego jest wyprostowanie prądu elektrycznego w zasilaczu i zmierzenie nieznanej impedancji obwodu oraz porównanie jej ze znaną wartością.
4). Jaka jest formuła samoindukcji?
Gdy strumień jest znany, wzór na indukcyjność własną jest podany jako:
L = NΦm / I.
Gdzie „L” to indukcyjność własna Henry'ego
„Φm” to strumień magnetyczny w cewce
„N” to liczba zwojów
„I” to prąd przepływający przez cewkę w amperach.
5). Co to są oscylatory RC i LC?
Oscylator LC wykorzystuje obwód cewki indukcyjnej i zbiornika kondensatora i jest rodzajem oscylatora z dodatnim sprzężeniem zwrotnym do wytwarzania trwałych oscylacji.
Oscylator liniowy, który wykorzystuje rezystory i kondensatory do utworzenia sieci RC z dodatnim sprzężeniem zwrotnym, nazywa się oscylatorem RC. Jest również znany jako oscylator sinusoidalny.
A więc to wszystko przegląd mostu Maxwella definicja obwodu, typy, wzór, równanie, typy, zastosowania, zalety i wady. Oto pytanie do Ciebie: „jakie są inne typy obwodów mostkowych?”
