Piirit, joita käytetään tuntemattoman laskemiseen vastus , induktanssia, kapasitanssia, taajuutta ja keskinäistä induktanssia kutsutaan AC-silloiksi. Nämä piirit toimivat vaihtojännitesignaalilla. Nämä sillat toimivat impedanssien tasapainosuhteen periaatteella, joka saadaan nolla-ilmaisimella ja tuottaa tarkkoja tuloksia. Joissakin piireissä nolladetektorin sijasta voidaan käyttää vaihtovahvistinta. Piiristä saatuja tasapainoyhtälöitä voidaan käyttää tuntemattoman resistanssin, kapasitanssin ja induktanssin määrittämiseen ja myös taajuudesta riippumatta. AC-siltoja käytetään viestintäjärjestelmät , monimutkaiset sähkö- ja elektroniset piirit ja paljon muuta. Elektronisissa piireissä on erilaisia AC-siltoja. Ne ovat Maxwellsin silta, Maxwells Wein -silta, Andersonin silta, Hayn silta, Owenin silta, De Sautyn silta, Scheringin silta ja Wein-sarjan silta.
Maxwells-sillan määritelmä
Maxwellin silta tunnetaan myös nimellä Maxwellin Wein-silta tai sen muunnettu muoto Wheatstonen silta tai Maxwellin induktanssikapasitanssisilta, koostuu neljästä varresta, joita käytetään tuntemattomien induktanssien mittaamiseen kalibroiduilla kapasitansseilla ja vastuksilla. Sitä voidaan käyttää tuntemattoman induktanssiarvon mittaamiseen ja verrataan sitä standardiarvoon. Se toimii tunnettujen ja tuntemattomien induktanssiarvojen vertailuperiaatteella.
Se käyttää nolla-taipumismenetelmää induktanssin laskemiseksi kalibroidulla rinnakkaisella vastus ja kondensaattori. Maxwellin sillan piirin sanotaan olevan resonanssissa, jos induktiivisen impedanssin positiivinen vaihekulma kompensoidaan kapasitiivisen impedanssin negatiivisella vaihekulmalla (kytkettynä vastakkaiseen varteen). Siksi virtaa ei virtaa piirin läpi eikä potentiaalia nolla-ilmaisimen yli.
Maxwells Bridge Formula
Jos maxwellin silta on tasapainossa, tuntematon induktanssi voidaan mitata käyttämällä muuttuvaa vakiokondensaattoria. Maxwellin sillakaava on annettu (induktanssin, vastuksen ja kapasitanssin suhteen)
R1 = R2r3 / R4
L1 = R2R3C4
Maxwellin siltapiirin laatutekijä annetaan seuraavasti:
Q = ωL1 / R1 = ωC4R4
Maxwells Bridge -piiri
Maxwellin siltapiiri koostuu neljästä varresta, jotka on yhdistetty neliön tai rombin muotoon. Tässä piirissä kaksi varsi sisältää yhden vastuksen, toinen yksi varsi sisältää vastuksen ja induktorin sarjaan yhdistelmänä, ja viimeinen varsi sisältää vastuksen ja kondensaattorin rinnakkain. Maxwellin perussillapiiri on esitetty alla.
Maxwellin sillan piiri
Vaihtovirtajännitelähde ja nolla-ilmaisin kytketään diagonaalisesti siltapiiriin tuntemattoman induktanssiarvon mittaamiseksi ja verrataan tunnettuihin arvoihin.
Maxwells-sillan yhtälö
Piiristä katsottuna AB, BC, CD ja DA ovat neljä varsi yhdistetty rombin muotoon.
AB ja CD ovat vastukset R2 ja R3,
BC on sarja vastuksia ja induktoreita, jotka on annettu Rx: nä ja Lx: nä.
DA on vastuksen ja kondensaattorin rinnakkainen yhdistelmä, joka on merkitty ryhmillä R1 ja C1
Harkitse, että Z1, Z2, Z3 ja ZX ovat siltapiirin 4 haaran impedanssit. Näiden impedanssien arvot on annettu
Z1 = (R1 + jwL1) [koska Z1 = R1 + 1 / jwC1]
Z2 = R2
Z3 = R3
ZX = (R4 + jwLX)
Tai
Z1 = R1 rinnakkain C1: n kanssa, ts. Y1 = 1 / Z1
Y1 = 1 / R1 + j coC1
Z2 = R2
Z3 = R3
Zx = Rx sarjassa Lx = Rx + jωLx
Ota AC-peruspiirin tasapainoyhtälö seuraavasti,
Z1Zx = Z2Z3
Zx = Z2Z3 / Z1
Korvaa Maxwellin sillan piirin impedanssien arvot yllä olevassa tasapainoyhtälössä. Sitten,
Rx + jωLx = R2R3 ((1 / R1) + jωC1)
Rx + jωLx = R2R3 / R1 + jωC1R2R3
Yhdistä nyt todelliset ja kuvitteelliset termit kahdesta yllä olevasta yhtälöstä,
Rx = R2R3 / R1 ja Lx = C1R2R3
Q = ωLx / Rx = ωC1R2R3x R1 / R2R3 = ωC1R
Missä Q = siltapiirin laatutekijä
Rx = tuntematon resistanssi
Lx = tuntematon induktanssi
R2 ja R3 = tunnetut ei-induktiiviset resistanssit
C1 = kondensaattori, joka on kytketty rinnan muuttuvan vastuksen R1 kanssa
Phasor-kaavio
Maxwellin siltaa käytetään mittaamaan piirin tuntematon induktanssi kalibroiduilla vastuksilla ja kondensaattorit . Tämä siltapiiri vertaa tunnettua induktanssiarvoa standardiarvoon. Maxwellin sillan vaihekaavio piiri on esitetty tasapainotilassa.
Phasor-kaavio
Maxwellin sillan piirin sanotaan olevan tasapainossa, jos induktoreiden ja kondensaattoreiden vaihesiirrot ovat toisiaan vastapäätä. Tämä tarkoittaa, että kapasitiivinen impedanssi ja induktiivinen impedanssi on sijoitettu vastakkain toisiinsa siltapiirissä. Nykyiset I3 ja I4 ovat vaiheessa I1 ja I2. Vaihtelemalla siltapiirin impedansseja virta voi jäädä käytetyn vaihtojännitesignaalin jälkeen.
Mittausvirheet voidaan eliminoida näiden kahden indikaattorin keskinäisen induktanssin vuoksi. Koska piirin kelojen välisestä kytkennästä voi aiheutua merkittäviä virheitä. Piirin tasapainotilan saavuttamiseksi vaihteleva kondensaattori ja vastus on kytketty rinnakkain. Mitatut induktanssit tasapainotilassa ovat riippumattomia taajuuksista.
Maxwells-sillan tyypit
Erilaiset sillat ovat
Maxwells-induktanssisilta
Tämän tyyppistä siltapiiriä käytetään mittaamaan piirin tuntematon induktanssiarvo vertaamalla sitä itseinduktanssin vakioarvoon. Kaksi sillan piirin tunnettua ei-induktiivista vastusta, toinen yksi varsi sisältää muuttuvan induktanssin kiinteällä vastuksella sarjaan, ja toinen yksi varsi sisältää tuntemattoman induktanssin sarjassa vastuksen kanssa. Vaihtovirtajännitelähde ja nolla-ilmaisin on kytketty piirin liitosten yli. Kytkentäkaavio on esitetty alla.
Maxwellin induktanssisilta
Tasapainoehdossa Maxwellin induktanssipiirin kaava annetaan seuraavasti:
Missä L1 = tuntematon induktanssi vastuksella R1
R2 ja R3 ovat ei-induktiivisia vastuksia
L2 on muuttuva induktanssi kiinteällä resistanssilla r2
R2 on vaihteleva vastus sarjassa L2: n kanssa
Maxwells-induktanssikapasitanssisilta
Tämän tyyppistä siltapiiriä käytetään mittaamaan tuntematon induktanssiarvo vertaamalla sitä muuttuvaan vakiokondensaattoriin. Vaihtojännitesignaali ja nolla-ilmaisin on kytketty risteyksiin.
Induktanssikapasitanssisilta
Piiristä voimme havaita, että
Yksi varsi sisältää muuttuvan vakiokondensaattorin C1 rinnakkain muuttuvan ei-induktiivisen vastuksen R1 kanssa
Kaksi muuta haaraa sisältävät tunnettuja ei-induktiivisia vastuksia R2 ja R3
Toinen varsi sisältää tuntemattoman induktanssin Lx ja vastuksen Rx sarjassa, jonka arvo mitataan ja verrataan tunnettuun arvoon.
Lauseke Maxwellin induktanssikapasitanssille annetaan seuraavasti: (tasapainotilassa
Q = Maxwellin sillan piirin laatutekijä
Maxwells Bridgesin edut
Edut ovat
- Tasapainoehdossa siltapiiri on riippumaton taajuudesta
- Se auttaa mittaamaan monenlaisia induktanssiarvoja ääni- ja tehotaajuudella
- Induktanssiarvon mittaamiseksi suoraan käytetään kalibroidun resistanssin asteikkoa.
- Sitä käytetään mittaamaan suurta induktanssialuetta ja verrataan vakioarvoon.
Maxwells-sillan haitat
Haitat ovat
- Kiinteä kondensaattori Maxwellin siltapiirissä voi luoda vuorovaikutuksen vastuksen ja reaktanssitasapainon välillä.
- Se ei sovi mitata korkeaa laatutekijän aluetta (Q-arvot> = 10)
- Piirissä käytetty vaihteleva vakiokondensaattori on erittäin kallista.
- Sitä ei käytetä mittaamaan huonolaatuista tekijää (Q-arvo) piiritasapainotilan vuoksi. Siksi sitä käytetään keskilaatuisiin keloihin.
Maxwells Bridge -sovellukset
Sovellukset ovat
- Käytetään viestintäjärjestelmissä
- Käytetään elektronisissa piireissä
- Käytetään teho- ja äänitaajuuspiireissä
- Käytetään piirin tuntemattomien induktanssiarvojen mittaamiseen ja verrataan standardiarvoon.
- Käytetään keskilaatuisten kelojen mittaamiseen.
- Käytetään suodatinpiireissä, instrumenteissa, lineaarisissa ja epälineaarisissa piireissä
- Käytetään tehonmuunnospiireissä.
UKK
1). Mitä ovat AC- ja DC-sillat?
AC-siltoja ja DC-siltoja käytetään tuntemattomien komponenttien, kuten induktanssin, kapasitanssin ja vastuksen, mittaamiseen. Tai mittaa piirin tuntemattomat impedanssit.
Erilaisia vaihtovirtasiltoja ovat Maxwellin silta, Maxwellin Wienin silta, Andersonin silta, Hayn silta, Owenin silta, De Sautyn silta, Scheringin silta ja Wein-sarjan silta.
DC-siltoja käytetään tuntemattoman vastuksen mittaamiseen siltapiirissä. DC-siltojen erityyppiset tyypit ovat Wheatstonen silta, Kelvin-silta ja venymäliuska.
2). Mikä silta on taajuusherkkä?
Wienin silta on taajuusherkkä.
3). Mikä on siltapiirin tarkoitus?
Siltapiirin tarkoituksena on korjata virtalähteen sähkövirta ja mitata piirin tuntematon impedanssi ja verrata sitä tunnettuun arvoon.
4). Mikä on itseinduktanssin kaava?
Kun virtaus on tiedossa, itseinduktanssin kaava annetaan seuraavasti:
L = Nm / I.
Missä 'L' on Henryn itseinduktanssi
’Φm’ on kelan magneettivuo
’N’ on käännösten lukumäärä
‘I’ on virta, joka virtaa kelan läpi Amperesissa.
5). Mitä ovat RC- ja LC-oskillaattorit?
LC-oskillaattori käyttää induktori-kondensaattorisäiliöpiiriä ja se on eräänlainen positiivisen takaisinkytkennän oskillaattori tuottamaan kestäviä värähtelyjä.
Lineaarista oskillaattoria, joka käyttää vastuksia ja kondensaattoreita muodostaakseen RC-verkon positiivisella palautteella, kutsutaan RC-oskillaattoriksi. Se tunnetaan myös sinimuotoisena oskillaattorina.
Siten tämä on kaikki yleiskatsaus Maxwellin sillasta piirin määritelmä, tyypit, kaava, yhtälö, tyypit, sovellukset, edut ja haitat. Tässä on kysymys sinulle: 'Mitä muita siltapiirejä on?'
