Čo je Maxwells Bridge: Obvodový, fázorový diagram a aplikácie

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Obvody, ktoré sa používajú na výpočet neznámeho odpor , indukčnosť, kapacita, frekvencia a vzájomná indukčnosť sa nazývajú AC mostíky. Tieto obvody pracujú so signálom striedavého napätia. Tieto mostíky pracujú na princípe rovnovážneho pomeru impedancií, ktorý sa získava nulovým detektorom a poskytuje presné výsledky. V niektorých obvodoch je možné namiesto nulového detektora použiť zosilňovač striedavého prúdu. Vyvažovacie rovnice získané z obvodu možno použiť na určenie neznámeho odporu, kapacity a indukčnosti a tiež nezávisle od frekvencie. AC mosty sa používajú v komunikačné systémy , komplexné elektrické a elektronické obvody a mnoho ďalších. V elektronických obvodoch sa používajú rôzne typy AC mostíkov. Sú to Maxwellov most, Maxwellov Weinov most, Andersonov most, Hayov most, Owenov most, most De Sauty, Scheringov most a Weinov sériový most.

Definícia mosta Maxwells

Maxwellov most je tiež známy ako Maxwellov most Wein alebo v upravenej podobe Wheatstoneov most alebo Maxwellov indukčný kapacitný mostík, pozostáva zo štyroch ramien používaných na meranie neznámych indukčností z hľadiska kalibrovaných kapacít a odporov. Môže sa použiť na meranie neznámej hodnoty indukčnosti a porovnanie so štandardnou hodnotou. Funguje na princípe porovnania známych a neznámych hodnôt indukčnosti.




Používa metódu nulového vychýlenia na výpočet indukčnosti s paralelne kalibrovanou odpor a kondenzátor. Hovorí sa, že Maxwellov mostný obvod je v rezonancii, ak je kladný fázový uhol indukčnej impedancie kompenzovaný záporným fázovým uhlom kapacitnej impedancie (pripojený v opačnom ramene). Obvodom teda nebude pretekať žiadny prúd a cez nulový detektor nebude žiadny potenciál.

Maxwells Bridge Formula

Ak je Maxwellov most v rovnovážnom stave, neznámu indukčnosť je možné merať pomocou variabilného štandardného kondenzátora. Maxwellov mostík je uvedený ako (z hľadiska indukčnosti, odporu a kapacity)



R1 = R2r3 / R4

L1 = R2R3C4


Faktor kvality mostného obvodu spoločnosti Maxwell je daný ako,

Q = ωL1 / R1 = ωC4R4

Maxwells Bridge Circuit

Maxwellov mostný obvod tvoria 4 ramená spojené do štvorca alebo do kosoštvorca. V tomto obvode obsahujú dve ramená jeden rezistor, ďalšie jedno rameno obsahuje rezistor a induktor v sériovej kombinácii a posledné rameno obsahuje rezistor a kondenzátor v paralelnej kombinácii. Nižšie je zobrazený základný mostíkový obvod spoločnosti Maxwell.

Maxwell

Maxwellov mostný okruh

Zdroj striedavého napätia a nulový detektor sú pripojené diagonálne k mostnému obvodu na meranie neznámej hodnoty indukčnosti a porovnajú sa so známymi hodnotami.

Maxwellova mostná rovnica

Z obvodu sú AB, BC, CD a DA 4 ramená spojené v tvare kosoštvorca.

AB a CD sú rezistory R2 a R3,

BC je sériová kombinácia odporu a induktora označená ako Rx a Lx.

DA je paralelná kombinácia odporu a kondenzátora daná ako R1 a C1

Zvážte, že Z1, Z2, Z3 a ZX sú impedancie 4 ramien mostného obvodu. Hodnoty týchto impedancií sú dané ako,

Z1 = (R1 + jwL1) [od Z1 = R1 + 1 / jwC1]

Z2 = R2

Z3 = R3

ZX = (R4 + jwLX)

Alebo

Z1 = R1 paralelne s C1, to znamená, Y1 = 1 / Z1

Y1 = 1 / R1 + j ωC1

Z2 = R2

Z3 = R3

Zx = Rx v sérii s Lx = Rx + jωLx

Vezmite rovnovážnu rovnicu základného mostíkového obvodu takto:

Z1Zx = Z2Z3

Zx = Z2Z3 / Z1

Vo vyššie uvedenej rovnovážnej rovnici dosaďte hodnoty impedancií Maxwellovho mostného obvodu. Potom,

Rx + jωLx = R2R3 ((1 / R1) + jωC1)

Rx + jωLx = R2R3 / R1 + jωC1R2R3

Teraz zmeňte reálne a imaginárne výrazy z vyššie uvedených dvoch rovníc,

Rx = R2R3 / R1 a Lx = C1R2R3

Q = ωLx / Rx = ωC1R2R3x R1 / R2R3 = ωC1R

Kde Q = činiteľ kvality mostného obvodu

Rx = neznámy odpor

Lx = neznáma indukčnosť

R2 a R3 = známe neindukčné odpory

C1 = kondenzátor zapojený paralelne k premennému odporu R1

Fázorový diagram

Maxwellov most sa používa na meranie neznámej indukčnosti obvodu pomocou kalibrovaných rezistorov a kondenzátory . Tento mostíkový obvod porovnáva známu hodnotu indukčnosti so štandardnou hodnotou. Maxwellov mostíkový fázorový diagram obvod v rovnovážnom stave je zobrazený nižšie.

Fázorový diagram

Fázorový diagram

Maxwellov mostný obvod je považovaný za vyvážený, ak sú fázové posuny tlmiviek a kondenzátorov proti sebe. To znamená, že kapacitná impedancia a indukčná impedancia sú v mostnom obvode umiestnené oproti sebe. Prúd I3 a I4 sú vo fáze s I1 a I2. Zmenou impedancií mostového obvodu môže prúd zaostávať za použitým signálom striedavého napätia.

Chyby merania je možné eliminovať vďaka vzájomnej indukčnosti medzi týmito dvoma indikátormi. Pretože môže dôjsť k podstatným chybám v dôsledku spojenia medzi cievkami v obvode. Na dosiahnutie rovnovážneho stavu obvodu sú variabilný kondenzátor a odpor zapojené paralelne. Namerané indukčnosti v rovnovážnom stave sú nezávislé od frekvencií.

Typy mosta Maxwells

Rôzne typy mostov sú

Maxwellsov indukčný mostík

Tento typ mostného obvodu sa používa na meranie neznámej hodnoty indukčnosti obvodu porovnaním so štandardnou hodnotou vlastnej indukčnosti. Dve ramená mostového obvodu sú známe neindukčné odpory, ďalšie jedno rameno obsahuje premenlivú indukčnosť s pevným rezistorom v sérii a ďalšie jedno rameno obsahuje neznámu indukčnosť v sérii s rezistorom. Zdroj striedavého napätia a nulový detektor sú pripojené cez križovatky obvodu. Schéma zapojenia je uvedená nižšie.

Maxwell

Maxwell’s Inductance Bridge

V rovnovážnom stave je vzorec pre Maxwellov indukčný obvod uvedený ako,

Kde L1 = neznáma indukčnosť s odporom R1

R2 a R3 sú neindukčné odpory

L2 je premenná indukčnosť s pevným odporom r2

R2 je premenný rezistor v sérii s L2

Maxwellsov most kapacitnej indukčnosti

Tento typ mostného obvodu sa používa na meranie neznámej hodnoty indukčnosti jej porovnaním s kondenzátorom s premenlivým štandardom. Na križovatkách je pripojený signál striedavého napätia a nulový detektor.

Most indukčnosti kapacitný

Most indukčnosti kapacitný

Z okruhu môžeme pozorovať, že

Jedno rameno obsahuje premenlivý štandardný kondenzátor C1 paralelne s premenlivým neindukčným odporom R1

Ďalšie dve ramená obsahujú známe neindukčné odpory R2 a R3

Ďalšie rameno obsahuje neznámu indukčnosť Lx s odporom Rx v sérii, ktorých hodnota sa má merať a porovnávať so známou hodnotou.

Vyjadrenie pre Maxwellovu indukčnú kapacitu je dané ako (v rovnovážnom stave

Q = faktor kvality mostného obvodu spoločnosti Maxwell

Výhody mostov Maxwells

Výhody sú

  • V rovnovážnom stave je mostíkový obvod nezávislý od frekvencie
  • Pomáha merať širokú škálu hodnôt indukčnosti pri zvukovej a výkonovej frekvencii
  • Na priame meranie hodnoty indukčnosti sa používa stupnica kalibrovaného odporu.
  • Používa sa na meranie vysokého rozsahu indukčností a v porovnaní so štandardnou hodnotou.

Nevýhody Maxwells Bridge

Nevýhody sú

  • Pevný kondenzátor v mostovom okruhu Maxwella môže vytvárať interakciu medzi rovnováhou odporu a reaktancie.
  • Nie je vhodné merať vysoký rozsah faktora kvality (hodnoty Q> = 10)
  • Variabilný štandardný kondenzátor použitý v obvode je veľmi nákladný.
  • Nepoužíva sa na meranie faktora nízkej kvality (hodnota Q) v dôsledku stavu vyváženia obvodu. Preto sa používa pre stredne kvalitné zvitky.

Aplikácie Maxwells Bridge

Aplikácie sú

  • Používa sa v komunikačných systémoch
  • Používa sa v elektronických obvodoch
  • Používa sa v silových a zvukových frekvenciách
  • Používa sa na meranie neznámych hodnôt indukčnosti obvodu a v porovnaní so štandardnou hodnotou.
  • Používa sa na meranie cievok strednej kvality.
  • Používa sa vo filtračných obvodoch, prístrojových zariadeniach, lineárnych a nelineárnych obvodoch
  • Používa sa v obvodoch na premenu energie.

Časté otázky

1). Čo sú mosty AC a DC?

AC mostíky a DC mosty sa používajú na meranie neznámych komponentov, ako sú indukčnosť, kapacita a odpor. Alebo zmerajte neznáme impedancie obvodu.

Medzi rôzne typy ac mostov patria Maxwellov most, Maxwellov most vo Viedni, Andersonov most, Hayov most, Owenov most, most De Sauty, Scheringov most a sériový most Wein.

DC mostíky sa používajú na meranie neznámeho odporu v mostíkovom obvode. Medzi rôzne typy DC mostov patria Wheatstoneov most, Kelvinov most a tenzometrický most.

2). Ktorý most je citlivý na frekvenciu?

Viedenský most je citlivý na frekvenciu.

3). Aký je účel mostného obvodu?

Účelom mostového obvodu je usmerniť elektrický prúd v napájacom zdroji a zmerať neznámu impedanciu obvodu a porovnať ho so známou hodnotou.

4). Aký je vzorec vlastnej indukčnosti?

Keď je tok známy, vzorec pre vlastnú indukčnosť je daný ako,

L = NΦm / I.

Kde „L“ je Henryho indukčnosť

„Φm“ je magnetický tok v cievke

„N“ je počet závitov

„Ja“ je prúd pretekajúci cievkou v Ampéroch.

5). Čo sú RC a LC oscilátory?

LC oscilátor využíva obvod nádrže induktor-kondenzátor a je to typ oscilátora s pozitívnou spätnou väzbou na vytváranie trvalých oscilácií.

Lineárny oscilátor, ktorý využíva rezistory a kondenzátory na vytvorenie siete RC s pozitívnou spätnou väzbou, sa nazýva RC oscilátor. Je tiež známy ako sínusový oscilátor.

Toto je teda všetko prehľad Maxwellovho mosta definícia obvodu, typy, vzorec, rovnica, typy, aplikácie, výhody a nevýhody. Je tu pre vás otázka, „aké sú ďalšie typy mostných obvodov?“