Izgradnja Andersonovog kruga mosta, njegov rad i primjena

The mostovni krugovi koriste se za mjerenje različitih vrijednosti komponenata poput otpora, kapacitivnosti, induktivnosti itd. Jednostavni oblik mostovskog kruga sastoji se od mreže od četiri kraka otpora / impedancije koja tvori zatvoreni krug. Izvor struje primjenjuje se na dva suprotna čvora, a detektor struje povezan je s preostala dva čvora. Ovaj članak razmatra rad kruga mosta Andersons i njegove primjene.

Mostovni krugovi koriste se principom nultih indikacija i metodom mjerenja usporedbe, to je također poznato i kao „Stanje ravnoteže mosta pri nultom naponu. Krug mosta uspoređuje vrijednosti nepoznate komponente s vrijednošću točno poznate standardne komponente. Dakle, točnost uglavnom ovisi o krugu mosta, a ne o null-indikatoru.

Iz gornjeg kruga mosta jednadžba uravnoteženja je

Različite vrste mostova

Dvije vrste mostova koji se koriste za mjerenje vrijednosti komponenata. To su DC mostovi i A.C mostovi.

D.C mostovi su

• Vitstanov most
• Kelvinski most

Razne vrste A.C. mostova su,

• Most za usporedbu induktivnosti
• Most za usporedbu kapaciteta
• Maxwellov most
• Postoji most
• Andersonov most
• Scheringov most
• Bečki most

A.C. Mostovi

AC mostovi se često koriste za mjerenje vrijednosti nepoznate impedancije (vlastita / međusobna induktivnost induktora ili tačnost kapacitivnosti kondenzatora). Krug mosta A.C sastoji se od četiri impedancije, izvora napajanja A.C i uravnoteženog detektora. Detektori ravnoteže koji se obično koriste za mostove A.C.

• Slušalice (na frekvencijama od 250 Hz do 3 do 4 kHz)
• Podesivi krug pojačala (za frekvencijski raspon od 10 HZ do 100 Hz)
• Vibracijski galvanometri (za frekvencije niskog raspona od 5Hz do 1000 Hz)

Nulti odgovor (stanje ravnoteže mosta) može se dobiti mijenjanjem jednog od krakova mosta. Impedancija komponente je u obliku polarnog koji može imati veličinu i vrijednost faznog kuta. Za gore prikazan izmjenični krug, impedancija se može zapisati u veličinama i faznom kutu

Gdje su Z1, Z2, Z3, Z4 veličine, a θ1, θ2, θ3 i θ4 fazni kutovi. Umnožak svih impedancija mora se izvesti u polarnom obliku gdje se sve veličine pomnože i dodaju fazni kutovi.

Ovdje most mora biti uravnotežen i za veličinu uvjeta i za fazne kutove. Iz gornjih jednadžbi treba ispuniti dva uvjeta za ravnotežu mosta. Izjednačujući veličine obje strane, dobit ćemo uvjet veličine kao,

Z1.Z4 = Z2.Z3

I fazni kutovi također, θ1 + θ4 = θ2 + θ3

Fazni kut je + ve induktivnih impedancija i –ve za kapacitivne impedancije.

Gradnja i rad mosta Andersons

Andersonov most je A.C most koji se koristi za mjerenje samoinduktivnosti zavojnice. Omogućuje mjerenje induktiviteta zavojnice pomoću standardnog kondenzatora i otpornici. Ne zahtijeva ponovljeno uravnoteženje mosta. To je modifikacija Maxwellovog mosta u kojoj se također dobiva vrijednost samoindukcije uspoređujući je sa standardnim kondenzatorom. Veze su prikazane u nastavku.

Gradnja i rad mosta Andersons

Jedan krak mosta sastoji se od nepoznatog induktora Lx s poznatim otporom u seriji s Lx. Ovaj otpor R1 uključuje otpor od induktor . Kapacitet C je standardni kondenzator s r, R2, R3 i R4 koji nisu induktivne prirode.

Jednadžbe mostne ravnoteže su,

i1 = i3, i i2 = i4 + i_c,

V2 = i2.R3 i V3 = i3.R3

V1 = V2 + ic.r i V4 = V3 + ja _c r

V1 = i1.R1 + i1.ω.L1 i V4 = i4.R4

Sada se napon V daje sa,

Iz gornjeg kruga, R2, R4 i rijetko u obliku zvijezde, koji se transformira u svoj ekvivalentni oblik trokuta kako bi se pronašle jednadžbe ravnoteže mosta kao što je prikazano na donjoj slici.

Elementi u ekvivalentnoj delti dati su,

R5 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / R4

R6 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / R2

R7 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / r

Sada R7 šantira za izvorom i stoga ne utječe na stanje ravnoteže. Dakle, zanemarivanjem R7 i preslagivanjem mreže kao gore na slici (b), dobivamo Maxwellov most induktiviteta.

Tako je jednadžba ravnoteže dana sa

Lx = CR3R5 i

R1 = R3. (R5 / R6)

Zamjenom vrijednosti R5 i R6 dobit ćemo

Ako upotrijebljeni kondenzator nije savršen, vrijednost induktiviteta ostaje nepromijenjena, ali vrijednost R1 se mijenja. Metoda Andersonovog mosta također se može koristiti za mjerenje kondenzatora C ako je dostupna kalibrirana samoinduktivnost.

Gornja jednadžba koju smo dobili složenija je od one koju smo dobili na Maxwellovom mostu. Promatrajući gornje jednadžbe možemo lako reći da bi se lakše postigla konvergencija ravnoteže, trebalo bi izvršiti naizmjenična podešavanja R1 i r u Andersonovom mostu.

Pogledajmo sada kako eksperimentalno možemo dobiti vrijednost nepoznatog induktora. Isprva postavite frekvenciju generatora signala na zvučni raspon. Sada prilagodite R1 i r tako da slušalice (null detektor) daju minimalni zvuk. Izmjerite vrijednosti R1 i r (dobivene nakon ovih podešavanja) uz pomoć multimetra. Upotrijebite gornju formulu kako biste saznali vrijednost nepoznate induktivnosti. Pokus se može ponoviti s različitim vrijednostima standardnog kondenzatora.

Prednosti Andersonsovog mosta

• Koristi se fiksni kondenzator, dok ostali mostovi koriste promjenjivi kondenzator.
• Most se koristi za precizno određivanje induktiviteta u milimetarskom području.
• Ovaj most također daje točan rezultat za određivanje kapacitivnosti u smislu induktivnosti.
• Most je lako uravnotežiti s gledišta konvergencije u usporedbi s Maxwellovim mostom u slučaju niskih vrijednosti Q.

Mane Andersonsovog mosta

• Što se tiče broja komponenata, vrlo je složen od ostalih mostova.
• Jednadžbe ravnoteže također je složeno izvesti.
• Most se ne može lako zaštititi zbog dodatne točke spajanja kako bi se izbjegli učinci zalutalih kapaciteta.

Primjene mosta Andersons

• Koristi se za mjerenje samoinduktivnosti zavojnice (L)
• Da bi se pronašla vrijednost induktivne reaktancije (XL) zavojnice na određenoj frekvenciji

Iz gornjih podataka, konačno, možemo zaključiti da je Andersonsov most dobro poznat po svojoj primjeni kojom se precizno mjeri samoinduktivnost od nekoliko mikro Henryja do nekoliko Henryja. Nadamo se da ste bolje razumjeli ovaj koncept. Nadalje, bilo kakve sumnje u vezi s ovim konceptom ili provoditi električne i elektroničke projekte dajte svoje vrijedne prijedloge komentirajući ih u odjeljku za komentare u nastavku. Evo pitanja za vas, Koje su primjene AC mostova?