Az ismeretlen kiszámításához használt áramkörök ellenállás , az induktivitást, a kapacitást, a frekvenciát és a kölcsönös induktivitást váltakozó áramú hidaknak nevezzük. Ezek az áramkörök váltakozó feszültségű jellel működnek. Ezek a hidak az impedanciák egyensúlyi arányának elvén működnek, amelyet a nulldetektor hoz létre és pontos eredményeket hoz. Néhány áramkörben a null detektor helyett váltakozó áramú erősítő használható. Az áramkörből kapott egyensúlyi egyenletek felhasználhatók az ismeretlen ellenállás, kapacitás és induktivitás meghatározására, és függetlenül a frekvenciától is. A váltóáramú hidakat használják kommunikációs rendszerek , komplex elektromos és elektronikus áramkörök és még sok más. Az elektronikus áramkörökben különböző típusú váltakozó áramú hidak vannak. Ezek a Maxwells híd, a Maxwells Wein híd, az Anderson híd, a Hay hídja, az Owen híd, a De Sauty híd, a Schering híd és a Wein sorozat hídja.
Maxwells híd meghatározása
Maxwell hídja más néven Maxwell Wein hídja vagy annak módosított formája Wheatstone híd vagy Maxwell induktivitás-kapacitás hídja négy karból áll, amelyeket ismeretlen induktivitások mérésére használnak a kalibrált kapacitások és ellenállások szempontjából. Használható ismeretlen induktivitásérték mérésére és összehasonlításra a standard értékkel. Az ismert és ismeretlen induktivitási értékek összehasonlításának elvén működik.
A nullhajlítási módszert használja az induktivitás kiszámításához párhuzamosan kalibrálva ellenállás és kondenzátor. Állítólag a Maxwell hídköre rezonanciában van, ha az induktív impedancia pozitív fázisszögét kompenzálják a kapacitív impedancia negatív fázisszögével (az ellentétes karral összekötve). Ennélfogva az áramkörön nem áramlik áram és a nulldetektoron sem lesz potenciál.
Maxwells Bridge Formula
Ha a maxwell hídja egyensúlyi állapotban van, akkor az ismeretlen induktivitás mérhető egy változó standard kondenzátor használatával. A maxwell-hídképletet (induktivitás, ellenállás és kapacitás szempontjából) adjuk meg
R1 = R2r3 / R4
L1 = R2R3C4
A Maxwell hídkörének minőségi tényezője a következő,
Q = ωL1 / R1 = ωC4R4
Maxwells híd áramkör
Maxwell hídköre négy karból áll, amelyek négyzet vagy rombusz alakban vannak összekötve. Ebben az áramkörben két kar egyetlen ellenállást tartalmaz, egy másik kar ellenállást és induktivitást tartalmaz soros kombinációban, az utolsó kar pedig ellenállást és kondenzátort párhuzamos kombinációban. Az alap Maxwell híd áramköre az alábbiakban látható.
Maxwell híd áramköre
Egy váltakozó áramú feszültségforrást és egy nulldetektort átlósan csatlakoztatnak a hídáramkörhöz az ismeretlen induktivitásérték mérése céljából, és összehasonlítják az ismert értékekkel.
Maxwells-híd egyenlete
Az áramkörből az AB, BC, CD és DA a 4 kar, amelyek rombusz alakban vannak összekötve.
AB és CD az R2 és R3 ellenállás,
A BC az ellenállás és az induktor sorozatos kombinációja, Rx és Lx formában megadva.
A DA az ellenállás és a kondenzátor párhuzamos kombinációja R1 és C1 néven
Tekintsük, hogy Z1, Z2, Z3 és ZX a hídkör 4 karjának impedanciája. Ezen impedanciák értékei a következők,
Z1 = (R1 + jwL1) [mivel Z1 = R1 + 1 / jwC1]
Z2 = R2
Z3 = R3
ZX = (R4 + jwLX)
Vagy
Z1 = R1 a C1-vel párhuzamosan, azaz Y1 = 1 / Z1
Y1 = 1 / R1 + jcC1
Z2 = R2
Z3 = R3
Zx = Rx sorozatban, Lx = Rx + jωLx
Vegyük az alap AC váltóáramkör egyenlegének egyenletét az alábbiak szerint
Z1Zx = Z2Z3
Zx = Z2Z3 / Z1
Helyettesítse Maxwell hídkörének impedanciáinak értékeit a fenti mérlegegyenlettel. Azután,
Rx + jωLx = R2R3 ((1 / R1) + jωC1)
Rx + jωLx = R2R3 / R1 + jωC1R2R3
Most egyenlítsük meg a valós és a képzeletbeli kifejezéseket a fenti két egyenletből,
Rx = R2R3 / R1 és Lx = C1R2R3
Q = ωLx / Rx = ωC1R2R3x R1 / R2R3 = ωC1R
Ahol Q = a hídkör minőségi tényezője
Rx = ismeretlen ellenállás
Lx = ismeretlen induktivitás
R2 és R3 = ismert nem induktív ellenállások
C1 = az R1 változó ellenállással párhuzamosan kapcsolt kondenzátor
Phasor diagram
Maxwell hídjával mérjük az áramkör ismeretlen induktivitását kalibrált ellenállások és kondenzátorok . Ez a híd áramkör összehasonlítja az ismert induktivitási értéket egy standard értékkel. Maxwell hídfázis diagramja áramkör egyensúlyi állapotban látható.
Phasor diagram
Állítólag a Maxwell hídköre kiegyensúlyozott állapotban van, ha az induktorok és kondenzátorok fáziseltolódásai ellentétesek egymással. Ez azt jelenti, hogy a kapacitív impedancia és az induktív impedancia egymással szemben helyezkedik el a hídkörben. A jelenlegi I3 és I4 az I1 és I2 fázisban vannak. A hídáramkör impedanciáinak változtatásával az áram elmaradhat az alkalmazott váltakozó feszültségű jeltől.
A mérési hibák kiküszöbölhetők a két mutató kölcsönös induktivitása miatt. Mivel az áramkörben lévő tekercsek összekapcsolása miatt lényeges hibák történhetnek. Az áramkör egyensúlyi állapotának elérése érdekében a változó kondenzátor és az ellenállás párhuzamosan vannak összekapcsolva. Az egyensúlyi állapotban mért induktivitások függetlenek a frekvenciáktól.
A Maxwells-híd típusai
A különböző típusú hidak
Maxwells induktivitás híd
Ezt a típusú híd áramkört használják az áramkör ismeretlen induktivitási értékének mérésére, összehasonlítva azt az öninduktivitás standard értékével. A hídáramkör két karja ismert, nem induktív ellenállások, egy másik kar változó induktivitást tartalmaz, rögzített ellenállással sorozatosan, és egy másik kar ismeretlen induktivitást tartalmaz sorosan egy ellenállással. A váltakozó áramú feszültségforrás és a nullérzékelő az áramkör csomópontjain keresztül csatlakozik. A kapcsolási rajz az alábbiakban látható.
Maxwell induktivitási hídja
A mérlegfeltételnél a Maxwell induktivitás áramkörének képlete a következő,
Ahol L1 = ismeretlen induktivitás R1 ellenállással
R2 és R3 a nem induktív ellenállások
L2 a változó induktivitás rögzített r2 ellenállással
R2 az L2-vel sorosan változtatható ellenállás
Maxwells induktivitás-kapacitás híd
Ez a típusú híd áramkör ismeretlen induktivitási érték mérésére szolgál, összehasonlítva azt egy változó standard kondenzátorral. A váltóáramú feszültségjel és nullérzékelő csatlakozik a csomópontokhoz.
Induktivitás-kapacitás híd
Az áramkörből megfigyelhetjük, hogy
Az egyik kar egy változó szabványos C1 kondenzátort tartalmaz, párhuzamosan a változó R1 induktív ellenállással
A másik két kar ismert nem induktív R2 és R3 ellenállást tartalmaz
Egy másik kar ismeretlen Lx induktivitást tartalmaz soros Rx ellenállással, amelynek mérendő és ismert értékkel összehasonlítandó értékét.
Maxwell induktivitási kapacitásának kifejezése: (egyensúlyi állapotban)
Q = Maxwell hídkörének minőségi tényezője
A Maxwells Bridges előnyei
Ennek előnyei
- A mérlegfeltételnél a hídáramkör független a frekvenciától
- Segít az induktivitásértékek széles tartományának mérésében hang- és teljesítményfrekvencián
- Az induktivitásérték közvetlen méréséhez a kalibrált ellenállás skáláját kell használni.
- Az induktivitások magas tartományának mérésére szolgál, és összehasonlítják a standard értékkel.
A Maxwells Bridge hátrányai
A hátrányok
- A Maxwell híd áramkörében lévő fix kondenzátor kölcsönhatást teremthet az ellenállás és a reaktancia egyensúly között.
- Nem alkalmas a minőségi tényező magas tartományának mérésére (Q értékek> = 10)
- Az áramkörben használt változó standard kondenzátor nagyon költséges.
- Nem használják az alacsony minőségű tényező (Q érték) mérésére az áramköri egyensúly állapota miatt. Ezért közepes minőségű tekercsekhez használják.
A Maxwells Bridge alkalmazásai
Az alkalmazások
- Kommunikációs rendszerekben használják
- Elektronikus áramkörökben használják
- Táp- és hangfrekvenciás áramkörökben használják
- Az áramkör ismeretlen induktivitási értékeinek mérésére szolgál, összehasonlítva egy standard értékkel.
- Közepes minőségű tekercsek mérésére szolgál.
- Szűrőáramkörökben, műszerekben, lineáris és nemlineáris áramkörökben használják
- Teljesítményátalakító áramkörökben használják.
GYIK
1). Mik az AC és DC hidak?
A váltakozó áramú hidakat és az egyenáramú hidakat olyan ismeretlen alkatrészek mérésére használják, mint az induktivitás, a kapacitás és az ellenállás. Vagy mérje meg az áramkör ismeretlen impedanciáit.
A váltóáramú hidak különféle típusai: Maxwell híd, Maxwell Wien híd, Anderson híd, Hay híd, Owen híd, De Sauty híd, Schering híd és Wein sorozat híd.
Az egyenáramú hidakat az ismeretlen ellenállás mérésére használják a hídkörben. A különböző típusú egyenáramú hidak a Wheatstone hídja, a Kelvin híd és a feszültségmérő híd.
2). Melyik híd érzékeny a frekvenciára?
Wien hídja frekvenciaérzékeny.
3). Mi a célja a hídkörnek?
A hídáramkör célja a tápegységben lévő elektromos áram kijavítása, az áramkör ismeretlen impedanciájának mérése és összehasonlítása ismert értékkel.
4). Mi az öninduktivitás képlete?
Amikor a fluxus ismert, az öninduktivitás képlete a következő,
L = NΦm / I.
Ahol az „L” a Henry öninduktivitása
’Φm’ a tekercsben lévő mágneses fluxus
’N’ a fordulatok száma
Az ’I’ az Amperes-ben lévő tekercsen átfolyó áram.
5.) Mik azok az RC és LC oszcillátorok?
Az LC oszcillátor az induktor-kondenzátor tartály áramkört használja, és ez egy pozitív visszacsatolásos oszcillátor tartós oszcillációk előállítására.
A lineáris oszcillátort, amely ellenállásokkal és kondenzátorokkal hozza létre az RC hálózatot pozitív visszacsatolással, RC oszcillátornak nevezzük. Szinuszos oszcillátorként is ismert.
Így ez az egész Maxwell hídjának áttekintése áramkör meghatározása, típusai, képlete, egyenlete, típusai, alkalmazásai, előnyei és hátrányai. Itt van egy kérdés az Ön számára: 'Milyen más típusú híd áramkörök vannak?'
