Веригите, които се използват за изчисляване на неизвестното съпротива , индуктивност, капацитет, честота и взаимна индуктивност се наричат AC мостове. Тези вериги работят със сигнал за променливо напрежение. Тези мостове работят на принципа на балансираното съотношение на импедансите, което се получава от нулевия детектор и дава точни резултати. В някои от веригите може да се използва усилвател на променлив ток вместо нулевия детектор. Уравненията на баланса, получени от веригата, могат да се използват за определяне на неизвестното съпротивление, капацитет и индуктивност, а също и независимо от честотата. AC мостовете се използват в комуникационни системи , сложни електрически и електронни схеми и много други. В електронните вериги се използват различни видове мостове с променлив ток. Те са мост Maxwells, мост Maxwells Wein, мост Anderson, мост Hay’s, мост Owen, мост De Sauty, мост Schering и мост от серия Wein.
Определение на моста Максуелс
Мостът на Максуел е известен още като мост на Уайн на Максуел или модифицирана форма на Мост от Уитстоун или мостът за индуктивност на капацитета на Максуел, се състои от четири рамена, използвани за измерване на неизвестни индуктивности по отношение на калибрирани капацитети и съпротивления. Може да се използва за измерване на неизвестна стойност на индуктивността и я сравнява със стандартната стойност. Работи на принципа на сравнение на известни и неизвестни стойности на индуктивността.
Той използва метода на нулево отклонение за изчисляване на индуктивността с паралелно калибрирано резистор и кондензатор. Казва се, че мостовата верига на Максуел е в резонанс, ако положителният фазов ъгъл на индуктивен импеданс се компенсира с отрицателния фазов ъгъл на капацитивния импеданс (свързан в противоположното рамо). Следователно няма да протича ток през веригата и няма потенциал през нулевия детектор.
Формула на Максвелс Бридж
Ако мостът на maxwell е в състояние на баланс, неизвестната индуктивност може да бъде измерена с помощта на променлив стандартен кондензатор. Формулата на моста на Максуел е дадена като (по отношение на индуктивност, съпротивление и капацитет)
R1 = R2r3 / R4
L1 = R2R3C4
Факторът на качеството на мостовата верига на Максуел е даден като,
Q = ωL1 / R1 = ωC4R4
Мостова верига на Максуелс
Мостовата верига на Максуел се състои от 4 рамена, свързани в квадратна или ромбовидна форма. В тази схема две рамена съдържат един резистор, другото рамо съдържа резистор и индуктор в последователна комбинация, а последното рамо съдържа резистор и кондензатор в паралелна комбинация. Основната мостова верига на Максуел е показана по-долу.
Мостова верига на Максуел
Източник на променливо напрежение и нулев детектор са свързани по диагонал към мостовата верига за измерване на неизвестната стойност на индуктивността и в сравнение с известните стойности.
Уравнение на Максвелс Бридж
От веригата AB, BC, CD и DA са 4 рамена, свързани във форма на ромб.
AB и CD са резисторите R2 и R3,
BC е серийна комбинация от резистор и индуктор, дадени като Rx и Lx.
DA е паралелна комбинация от резистор и кондензатор, дадена като R1 и C1
Помислете за Z1, Z2, Z3 и ZX са импедансите на 4-те рамена на мостовата верига. Стойностите за тези импеданси са дадени като,
Z1 = (R1 + jwL1) [тъй като Z1 = R1 + 1 / jwC1]
Z2 = R2
Z3 = R3
ZX = (R4 + jwLX)
Или
Z1 = R1 паралелно на C1, т.е. Y1 = 1 / Z1
Y1 = 1 / R1 + j ωC1
Z2 = R2
Z3 = R3
Zx = Rx последователно с Lx = Rx + jωLx
Вземете уравнението на баланса на основната верига на моста, както следва,
Z1Zx = Z2Z3
Zx = Z2Z3 / Z1
Заменете стойностите на импедансите на мостовата верига на Максуел в горното уравнение на баланса. Тогава,
Rx + jωLx = R2R3 ((1 / R1) + jωC1)
Rx + jωLx = R2R3 / R1 + jωC1R2R3
Сега приравнете реалните и въображаемите членове от горните две уравнения,
Rx = R2R3 / R1 и Lx = C1R2R3
Q = ωLx / Rx = ωC1R2R3x R1 / R2R3 = ωC1R
Където Q = коефициент на качество на мостовата верига
Rx = неизвестно съпротивление
Lx = неизвестна индуктивност
R2 и R3 = известни неиндуктивни съпротивления
C1 = кондензатор, свързан паралелно с променливия резистор R1
Фазова диаграма
Мостът на Максуел се използва за измерване на неизвестната индуктивност на веригата с помощта на калибрирани резистори и кондензатори . Тази мостова верига сравнява известната стойност на индуктивността със стандартна стойност. Диаграма на фазовия мост на Максуел верига в състояние на баланс е показано по-долу.
Фазова диаграма
Казва се, че мостовата верига на Максуел е в балансирано състояние, ако фазовите измествания на индуктори и кондензатори са противоположни един на друг. Това означава, че капацитивният импеданс и индуктивният импеданс са поставени един срещу друг в мостовата верига. Настоящите I3 и I4 са във фаза с I1 и I2. Чрез промяна на импедансите на мостовата верига токът може да изостава от приложения сигнал за променливо напрежение.
Грешките в измерването могат да бъдат елиминирани поради взаимната индуктивност между двата индикатора. Тъй като могат да възникнат значителни грешки поради свързването между намотките във веригата. За да се постигне баланс на веригата, променливият кондензатор и резистор са свързани паралелно. Измерените индуктивности в равновесно състояние не зависят от честотите.
Видове мост на Максуелс
Различните видове мостове са
Мост на индуктивността на Максуелс
Този тип мостова верига се използва за измерване на неизвестната стойност на индуктивността на веригата, като я сравнява със стандартна стойност на самоиндуктивност. Две рамена на мостовата верига са известни неиндуктивни съпротивления, другото рамо съдържа променлива индуктивност с фиксиран резистор последователно, а другото рамо съдържа неизвестна индуктивност последователно с резистор. Източникът на променливо напрежение и нулев детектор са свързани през кръстовищата на веригата. Електрическата схема е показана по-долу.
Индуктивният мост на Максуел
В условието на баланса формулата за индуктивната верига на Максуел е дадена като,
Където L1 = неизвестна индуктивност с резистор R1
R2 и R3 са неиндуктивните съпротивления
L2 е променливата индуктивност с фиксирано съпротивление r2
R2 е променливият резистор последователно с L2
Мост на капацитета на индуктивността на Максуелс
Този тип мостова верига се използва за измерване на неизвестна стойност на индуктивността, като се сравнява с променлив стандартен кондензатор. Сигналът за променливо напрежение и нулев детектор са свързани към кръстовищата.
Мост за индуктивност на капацитета
От веригата можем да забележим, че
Едно рамо съдържа променлив стандартен кондензатор C1 паралелно с променливо неиндуктивно съпротивление R1
Другите две рамена съдържат известни неиндуктивни резистори R2 и R3
Друго рамо съдържа неизвестна индуктивност Lx с резистор Rx последователно, чиято стойност трябва да бъде измерена и сравнена с известна стойност.
Изразът за индуктивния капацитет на Максуел е даден като, (в състояние на баланс
Q = коефициент на качество на мостовата верига на Максуел
Предимства на Maxwells Bridges
Предимствата са
- В състояние на баланс мостовата верига е независима от честотата
- Помага за измерване на широк диапазон от индуктивни стойности при аудио и честота на мощността
- За директно измерване на стойността на индуктивността се използва скалата на калибрирано съпротивление.
- Използва се за измерване на високия диапазон на индуктивности и в сравнение със стандартна стойност.
Недостатъци на моста Максуелс
Недостатъците са
- Фиксираният кондензатор в мостовата верига на Максуел може да създаде взаимодействие между съпротивлението и баланса на реактивно съпротивление.
- Не е подходящо да се измерва висок диапазон на качествен фактор (Q стойности> = 10)
- Променливият стандартен кондензатор, използван във веригата, е много скъп.
- Не се използва за измерване на коефициента на ниско качество (Q стойност) поради състоянието на баланса на веригата. Следователно се използва за намотки със средно качество.
Приложения на Maxwells Bridge
Приложенията са
- Използва се в комуникационни системи
- Използва се в електронни схеми
- Използва се в схеми за захранване и аудио честота
- Използва се за измерване на неизвестни стойности на индуктивността на веригата и в сравнение със стандартна стойност.
- Използва се за измерване на намотки със средно качество.
- Използва се във филтърни схеми, приборостроене, линейни и нелинейни схеми
- Използва се в схеми за преобразуване на мощност.
Често задавани въпроси
1). Какво представляват AC и DC мостове?
AC мостовете и DC мостовете се използват за измерване на неизвестни компоненти като индуктивност, капацитет и съпротивление. Или измервайте неизвестни импеданси на веригата.
Различните видове мостове с променлив ток са мостът на Максуел, мостът на Максвел в Виена, мостът на Андерсън, мостът на Хей, мостът на Оуен, мостът Де Саути, мостът на Шеринг и мостът от серията Wein.
DC мостовете се използват за измерване на неизвестно съпротивление в мостовата верига. Различните видове мостове с постоянен ток са мостът на Уитстоун, мостът на Келвин и мостът за деформация.
2). Кой мост е чувствителен към честотата?
Wien’s bridge е чувствителен към честотата.
3). Каква е целта на мостова верига?
Целта на мостовата верига е да коригира електрическия ток в захранването и да измери неизвестния импеданс на веригата и да го сравни с известна стойност.
4). Каква е формулата на самоиндуктивността?
Когато потокът е известен, формулата за самоиндуктивност се дава като,
L = NΦm / I.
Където „L“ е самоиндуктивността при Хенри
‘Φm’ е магнитният поток в бобината
‘N’ е броят на завъртанията
„I“ е токът, протичащ през намотката в Ампер.
5). Какво представляват RC и LC осцилаторите?
LC осцилаторът използва веригата на резервоара индуктор-кондензатор и е вид осцилатор с положителна обратна връзка, за да произведе продължителни трептения.
Линейният осцилатор, който използва резистори и кондензатори, за да образува RC мрежа с положителна обратна връзка, се нарича RC осцилатор. Известен е още като синусоидален осцилатор.
Това е всичко преглед на моста на Максуел дефиниция на веригата, видове, формула, уравнение, видове, приложения, предимства и недостатъци. Ето един въпрос към вас, „какви са другите видове мостови вериги?“
