Što je Maxwells Bridge: krug, fazorski dijagram i primjene

Sklopovi koji se koriste za izračunavanje nepoznatog otpornost , induktivitet, kapacitet, frekvencija i međusobna induktivnost nazivaju se izmjeničnim mostovima. Ti krugovi rade s naponom izmjeničnog napona. Ti mostovi rade na principu ravnotežnog omjera impedancija koji se dobiva nulom detektorom i daje točne rezultate. U nekim se krugovima umjesto null detektora može koristiti pojačalo izmjenične struje. Jednadžbe ravnoteže dobivene iz kruga mogu se koristiti za određivanje nepoznatog otpora, kapaciteta i induktivnosti, a također neovisno o frekvenciji. AC mostovi se koriste u komunikacijski sustavi , složeni električni i elektronički sklopovi i još mnogo toga. Postoje različite vrste AC mostova koji se koriste u elektroničkim sklopovima. To su most Maxwells, most Maxwells Wein, most Anderson, most Hay’s, most Owen, most De Sauty, most Schering i most serije Wein.

Definicija mosta Maxwells

Maxwellov most poznat je i kao Maxwellov Wein most ili modificirani oblik Vitstanov most ili Maxwellov most kapacitivnosti induktiviteta, sastoji se od četiri kraka koji se koriste za mjerenje nepoznatih induktiviteta u smislu kalibriranih kapaciteta i otpora. Može se koristiti za mjerenje nepoznate vrijednosti induktiviteta i uspoređuje je sa standardnom vrijednošću. Radi na principu usporedbe poznatih i nepoznatih vrijednosti induktiviteta.

Koristi metodu nultog otklona za izračunavanje induktiviteta paralelno kalibriranim otpornik i kondenzator. Kaže se da je Maxwellov mostni most u rezonanciji ako je pozitivni fazni kut induktivne impedancije kompenziran negativnim faznim kutom kapacitivne impedancije (spojene u suprotnom kraku). Stoga neće proći struja kroz strujni krug niti potencijal preko null detektora.

Formula mosta Maxwells

Ako je maxwellov most u ravnotežnom stanju, nepoznata induktivnost može se izmjeriti pomoću promjenjivog standardnog kondenzatora. Formula maxwellovog mosta dana je kao (u smislu induktiviteta, otpora i kapacitivnosti)

R1 = R2r3 / R4

L1 = R2R3C4

Faktor kvalitete Maxwellovog kruga mosta dan je kao,

Q = ωL1 / R1 = ωC4R4

Kružni krug mosta Maxwells

Maxwellov krug mosta sastoji se od 4 kraka spojena u kvadratnom ili rombskom obliku. U ovom krugu dva kraka sadrže jedan otpornik, drugi krak sadrži otpornik i prigušnicu u serijskoj kombinaciji, a posljednji krak sadrži otpornik i kondenzator u paralelnoj kombinaciji. Osnovni Maxwellov mostni krug prikazan je u nastavku.

Maxwell’s Bridge Circuit

Izvor izmjeničnog napona i nulti detektor dijagonalno su spojeni na mostni krug radi mjerenja nepoznate vrijednosti induktiviteta i uspoređuju se s poznatim vrijednostima.

Maxwellsova jednadžba mosta

Iz kruga su AB, BC, CD i DA 4 kraka spojena u obliku romba.

AB i CD su otpornici R2 i R3,

BC je serijska kombinacija otpornika i prigušnice danih kao Rx i Lx.

DA je paralelna kombinacija otpornika i kondenzatora dana kao R1 i C1

Uzmimo u obzir da su Z1, Z2, Z3 i ZX impedancije 4 kraka kruga mosta. Vrijednosti za ove impedancije daju se kao,

Z1 = (R1 + jwL1) [budući da je Z1 = R1 + 1 / jwC1]

Z2 = R2

Z3 = R3

ZX = (R4 + jwLX)

Ili

Z1 = R1 paralelno sa C1 odnosno Y1 = 1 / Z1

Y1 = 1 / R1 + j ωC1

Z2 = R2

Z3 = R3

Zx = Rx u nizu s Lx = Rx + jωLx

Uzmi jednadžbu ravnoteže osnovnog kruga izmjeničnog napona na sljedeći način,

Z1Zx = Z2Z3

Zx = Z2Z3 / Z1

Zamijenite vrijednosti impedancija Maxwellovog kruga mosta u gornjoj jednadžbi ravnoteže. Zatim,

Rx + jωLx = R2R3 ((1 / R1) + jωC1)

Rx + jωLx = R2R3 / R1 + jωC1R2R3

Sada izjednačite stvarne i imaginarne pojmove iz gornje dvije jednadžbe,

Rx = R2R3 / R1 i Lx = C1R2R3

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

Gdje je Q = faktor kvalitete mostovnog kruga

Rx = nepoznati otpor

Lx = nepoznata induktivnost

R2 i R3 = poznati neinduktivni otpori

C1 = kondenzator spojen paralelno s promjenjivim otpornikom R1

Fazorski dijagram

Maxwellov most koristi se za mjerenje nepoznate induktivnosti kruga pomoću kalibriranih otpornika i kondenzatori . Ovaj sklop mosta uspoređuje poznatu vrijednost induktiviteta sa standardnom vrijednošću. Maxwellov fazorski dijagram mosta krug u stanju ravnoteže prikazan je dolje.

Fazorski dijagram

Za Maxwellov mostni krug kaže se da je u uravnoteženom stanju ako su fazni pomaci prigušnica i kondenzatora međusobno suprotni. To znači da su kapacitivna impedancija i induktivna impedansa smještene jedna nasuprot druge u krugu mosta. Struje I3 i I4 su u fazi s I1 i I2. Promjenom impedancija kruga mosta, struja može zaostajati za primijenjenim naponom izmjeničnog napona.

Pogreške u mjerenju mogu se ukloniti zbog međusobne induktivnosti između dva pokazatelja. Budući da se mogu pojaviti značajne pogreške zbog spajanja zavojnica u krugu. Da bi se postiglo stanje ravnoteže u krugu, promjenjivi kondenzator i otpor povezani su paralelno. Izmjerene induktivitete u ravnotežnom stanju neovisne su o frekvencijama.

Vrste mosta Maxwells

Različite vrste mostova su

Most Maxwellseve induktivnosti

Ova vrsta mostovnog kruga koristi se za mjerenje nepoznate vrijednosti induktivnosti kruga uspoređujući ga sa standardnom vrijednošću samoinduktivnosti. Dva kraka mostovnog kruga poznata su bez induktivnih otpora, drugi krak sadrži promjenjivu induktivnost s fiksnim otpornikom u seriji, a drugi krak sadrži nepoznatu induktivnost u nizu s otpornikom. Izvor izmjeničnog napona i nulti detektor povezani su preko spojeva kruga. Shema spoja prikazana je u nastavku.

Maxwellov most induktiviteta

U uvjetima ravnoteže, formula za Maxwellov induktivitetni krug daje se kao,

Gdje je L1 = nepoznata induktivnost s otpornikom R1

R2 i R3 su neinduktivni otpori

L2 je promjenjiva induktivnost s fiksnim otporom r2

R2 je promjenjivi otpor u nizu s L2

Maxwellsov induktivni kapacitivni most

Ova vrsta mostovnog kruga koristi se za mjerenje nepoznate vrijednosti induktiviteta uspoređujući je s promjenjivim standardnim kondenzatorom. Na spojevima su spojeni signal izmjeničnog napona i nulti detektor.

Most induktivnosti kapacitivnosti

Iz kruga možemo primijetiti da,

Jedan krak sadrži varijabilni standardni kondenzator C1 paralelno s promjenjivim neinduktivnim otporom R1

Druga dva kraka sadrže poznate neinduktivne otpore R2 i R3

Drugi krak sadrži nepoznatu induktivitet Lx s otporom Rx u seriji čija se vrijednost mjeri i uspoređuje s poznatom vrijednošću.

Izraz za Maxwellovu kapacitivnost induktiviteta dan je kao, (u ravnotežnom stanju

Q = faktor kvalitete Maxwellovog kruga mosta

Prednosti Maxwells mostova

Prednosti su

• U stanju ravnoteže, sklop mosta neovisan je o frekvenciji
• Pomaže u mjerenju širokog raspona vrijednosti induktiviteta na zvuku i frekvenciji snage
• Za izravno mjerenje vrijednosti induktivnosti koristi se skala kalibriranog otpora.
• Koristi se za mjerenje visokog raspona induktiviteta i uspoređuje se sa standardnom vrijednošću.

Mane Maxwellovog mosta

Mane su

• Fiksni kondenzator u Maxwellovom krugu mosta može stvoriti interakciju između otpora i ravnoteže reaktancije.
• Nije prikladno mjeriti visoki raspon faktora kvalitete (Q vrijednosti> = 10)
• Varijabilni standardni kondenzator koji se koristi u krugu vrlo je skup.
• Ne koristi se za mjerenje faktora niske kvalitete (vrijednost Q) zbog stanja ravnoteže u krugu. Stoga se koristi za zavojnice srednje kvalitete.

Primjene Maxwells Bridgea

Prijave su

• Koristi se u komunikacijskim sustavima
• Koristi se u elektroničkim sklopovima
• Koristi se u strujnim i audio frekvencijskim krugovima
• Koristi se za mjerenje nepoznatih vrijednosti induktivnosti kruga i uspoređuje sa standardnom vrijednošću.
• Koristi se za mjerenje zavojnica srednje kvalitete.
• Koristi se u krugovima filtra, instrumentaciji, linearnim i nelinearnim krugovima
• Koristi se u krugovima za pretvorbu snage.

Najčešća pitanja

1). Što su AC i DC mostovi?

AC mostovi i DC mostovi koriste se za mjerenje nepoznatih komponenata poput induktivnosti, kapacitivnosti i otpora. Ili izmjerite nepoznate impedancije kruga.

Različite vrste AC mostova su Maxwellov most, Maxwellov Wien most, Andersonov most, Hayov most, Owenov most, De Sauty most, Scheringov most i Weinov most.

Istosmjerni mostovi koriste se za mjerenje nepoznatog otpora u krugu mosta. Različiti tipovi istosmjernih mostova su Wheatstoneov most, Kelvinov most i most mjerača napona.

2). Koji je most osjetljiv na frekvenciju?

Bečki most osjetljiv je na frekvenciju.

3). Koja je svrha mostovskog kruga?

Svrha kruga mosta je ispraviti električnu struju u napajanju i izmjeriti nepoznatu impedansu kruga i usporediti je s poznatom vrijednošću.

4). Koja je formula samoinduktivnosti?

Kada je tok poznat, formula za samoinduktivnost daje se kao,

L = NΦm / I.

Gdje je 'L' samoinduktivnost u Henryjevoj

‘Φm’ je magnetski tok u zavojnici

‘N’ je broj zavoja

‘I’ je struja koja prolazi kroz zavojnicu u Amperesu.

5). Što su RC i LC oscilatori?

LC oscilator koristi krug spremnika induktor-kondenzator i vrsta je oscilatora s pozitivnom povratnom spregom za stvaranje trajnih oscilacija.

Linearni oscilator koji koristi otpore i kondenzatore za stvaranje RC mreže s pozitivnom povratnom spregom naziva se RC oscilator. Poznat je i kao sinusni oscilator.

Ovo je sve pregled Maxwellovog mosta definicija, vrste, formula, jednadžba, vrste, primjene, prednosti i nedostaci sklopa. Evo pitanja za vas, 'koje su druge vrste mostovnih krugova?'