Obvody, které se používají k výpočtu neznámého odpor , indukčnost, kapacita, frekvence a vzájemná indukčnost se nazývají střídavé můstky. Tyto obvody pracují se střídavým napěťovým signálem. Tyto můstky fungují na principu rovnovážného poměru impedancí, který je získán nulovým detektorem a poskytuje přesné výsledky. V některých obvodech lze místo nulového detektoru použít střídavý zesilovač. Vyvažovací rovnice získané z obvodu lze použít k určení neznámého odporu, kapacity a indukčnosti a také nezávisle na frekvenci. AC můstky se používají v komunikační systémy , komplexní elektrické a elektronické obvody a mnoho dalších. V elektronických obvodech se používají různé typy AC můstků. Jsou to Maxwellův most, Maxwellův Weinův most, Andersonův most, Hayův most, Owenův most, De Sautyův most, Scheringův most a Weinův sériový most.
Definice Maxwells Bridge
Maxwellův most je také známý jako Maxwellův Weinův most nebo upravená forma Wheatstoneův most nebo Maxwellův indukční kapacitní můstek, který se skládá ze čtyř ramen používaných k měření neznámých indukčností z hlediska kalibrovaných kapacit a odporů. Může být použit k měření neznámé hodnoty indukčnosti a ke srovnání se standardní hodnotou. Funguje na principu srovnání známých a neznámých hodnot indukčnosti.
Využívá metodu nulové výchylky k výpočtu indukčnosti s paralelně kalibrovanou odpor a kondenzátor. Maxwellův můstkový obvod se říká, že je v rezonanci, pokud je kladný fázový úhel indukční impedance kompenzován záporným fázovým úhlem kapacitní impedance (připojené v opačném rameni). Obvodem tedy nebude protékat žádný proud a přes nulový detektor nebude žádný potenciál.
Maxwells Bridge Formule
Pokud je maxwellův můstek v rovnovážném stavu, lze neznámou indukčnost měřit pomocí variabilního standardního kondenzátoru. Vzorec maxwellova můstku je uveden jako (z hlediska indukčnosti, odporu a kapacity)
R1 = R2r3 / R4
L1 = R2R3C4
Faktor kvality Maxwellova mostního obvodu je uveden jako,
Q = ωL1 / R1 = ωC4R4
Maxwells Bridge Circuit
Maxwellov mostní obvod se skládá ze 4 ramen spojených do čtvercového nebo kosočtverečného tvaru. V tomto obvodu dvě ramena obsahují jeden rezistor, další jedno rameno obsahuje rezistor a induktor v sériové kombinaci a poslední rameno obsahuje rezistor a kondenzátor v paralelní kombinaci. Základní obvod Maxwellova můstku je uveden níže.
Maxwellov most
Zdroj střídavého napětí a nulový detektor jsou připojeny úhlopříčně k můstkovému obvodu pro měření neznámé hodnoty indukčnosti a porovnány se známými hodnotami.
Maxwells Bridge rovnice
Z obvodu jsou AB, BC, CD a DA 4 ramena spojená ve tvaru kosočtverce.
AB a CD jsou rezistory R2 a R3,
BC je sériová kombinace odporu a induktoru udávaná jako Rx a Lx.
DA je paralelní kombinace odporu a kondenzátoru udávaná jako R1 a C1
Vezměme si, že Z1, Z2, Z3 a ZX jsou impedance 4 ramen můstkového obvodu. Hodnoty těchto impedancí jsou uvedeny jako,
Z1 = (R1 + jwL1) [od Z1 = R1 + 1 / jwC1]
Z2 = R2
Z3 = R3
ZX = (R4 + jwLX)
Nebo
Z1 = R1 paralelně s C1, tj. Y1 = 1 / Z1
Y1 = 1 / R1 + j ωC1
Z2 = R2
Z3 = R3
Zx = Rx v sérii s Lx = Rx + jωLx
Vezměte bilanční rovnici základního střídavého můstkového obvodu následovně,
Z1Zx = Z2Z3
Zx = Z2Z3 / Z1
Ve výše uvedené bilanční rovnici nahraďte hodnoty impedancí Maxwellova můstkového obvodu. Pak,
Rx + jωLx = R2R3 ((1 / R1) + jωC1)
Rx + jωLx = R2R3 / R1 + jωC1R2R3
Nyní srovnejte reálné a imaginární výrazy z výše uvedených dvou rovnic,
Rx = R2R3 / R1 a Lx = C1R2R3
Q = ωLx / Rx = ωC1R2R3x R1 / R2R3 = ωC1R
Kde Q = faktor kvality můstkového obvodu
Rx = neznámý odpor
Lx = neznámá indukčnost
R2 a R3 = známé neinduktivní odpory
C1 = kondenzátor zapojený paralelně s proměnným odporem R1
Fázorový diagram
Maxwellův můstek se používá k měření neznámé indukčnosti obvodu pomocí kalibrovaných rezistorů a kondenzátory . Tento můstkový obvod porovnává známou hodnotu indukčnosti se standardní hodnotou. Maxwellovo fázorové schéma mostu obvod v rovnovážném stavu je uveden níže.
Fázorový diagram
Říká se, že obvod Maxwellova můstku je ve vyváženém stavu, pokud jsou fázové posuny induktorů a kondenzátorů proti sobě. To znamená, že kapacitní impedance a indukční impedance jsou v můstkovém obvodu umístěny naproti sobě. Proud I3 a I4 jsou ve fázi s I1 a I2. Změnou impedancí můstkového obvodu může proud zaostávat za použitým signálem střídavého napětí.
Chyby měření lze eliminovat díky vzájemné indukčnosti mezi dvěma indikátory. Protože v důsledku vazby mezi cívkami v obvodu může dojít k podstatným chybám. Pro dosažení rovnovážného stavu obvodu jsou proměnný kondenzátor a odpor zapojeny paralelně. Měřené indukčnosti v rovnovážném stavu jsou nezávislé na frekvencích.
Typy mostu Maxwells
Různé typy mostů jsou
Maxwellsův indukční most
Tento typ můstkového obvodu se používá k měření neznámé hodnoty indukčnosti obvodu porovnáním se standardní hodnotou vlastní indukčnosti. Dvě ramena můstkového obvodu jsou známá neindukční odpory, další jedno rameno obsahuje proměnnou indukčnost s pevným odporem v sérii a další jedno rameno obsahuje neznámou indukčnost v sérii s odporem. Zdroj střídavého napětí a nulový detektor jsou připojeny přes křižovatky obvodu. Schéma zapojení je zobrazeno níže.
Maxwellův indukční most
Za podmínek rovnováhy je vzorec pro Maxwellovu indukční obvod uveden jako,
Kde L1 = neznámá indukčnost s odporem R1
R2 a R3 jsou neinduktivní odpory
L2 je proměnná indukčnost s pevným odporem r2
R2 je proměnný rezistor v sérii s L2
Maxwellsův indukční kapacitní most
Tento typ můstkového obvodu se používá k měření neznámé hodnoty indukčnosti porovnáním s proměnným standardním kondenzátorem. Signál střídavého napětí a nulový detektor jsou připojeny na křižovatkách.
Most kapacity indukčnosti
Z okruhu můžeme pozorovat, že
Jedno rameno obsahuje proměnný standardní kondenzátor C1 paralelně s proměnným neindukčním odporem R1
Další dvě ramena obsahují známé neinduktivní odpory R2 a R3
Další rameno obsahuje neznámou indukčnost Lx s odporem Rx v sérii, jejíž hodnota se má měřit a porovnávat se známou hodnotou.
Výraz pro Maxwellovu indukční kapacitu je uveden jako (v rovnovážném stavu
Q = faktor kvality mostního obvodu společnosti Maxwell
Výhody mostů Maxwells
Výhody jsou
- V rovnovážném stavu je můstkový obvod nezávislý na frekvenci
- Pomáhá měřit širokou škálu hodnot indukčnosti při zvukové a výkonové frekvenci
- Pro přímé měření hodnoty indukčnosti se používá stupnice kalibrovaného odporu.
- Používá se k měření vysokého rozsahu indukčností a ve srovnání se standardní hodnotou.
Nevýhody Maxwells Bridge
Nevýhody jsou
- Pevný kondenzátor v můstkovém obvodu Maxwella může vytvářet interakci mezi rovnováhou odporu a reaktance.
- Není vhodné měřit vysoký rozsah faktoru kvality (hodnoty Q> = 10)
- Variabilní standardní kondenzátor použitý v obvodu je velmi nákladný.
- Nepoužívá se k měření faktoru nízké kvality (hodnota Q) kvůli stavu vyvážení obvodu. Proto se používá pro svitky střední kvality.
Aplikace Maxwells Bridge
Aplikace jsou
- Používá se v komunikačních systémech
- Používá se v elektronických obvodech
- Používá se v napájecích a zvukových frekvenčních obvodech
- Používá se k měření neznámých hodnot indukčnosti obvodu a ve srovnání se standardní hodnotou.
- Slouží k měření cívek střední kvality.
- Používá se ve filtračních obvodech, instrumentaci, lineárních a nelineárních obvodech
- Používá se v obvodech pro přeměnu energie.
Časté dotazy
1). Co jsou můstky AC a DC?
Střídavé můstky a stejnosměrné můstky se používají k měření neznámých komponent, jako je indukčnost, kapacita a odpor. Nebo změřte neznámé impedance obvodu.
Různé typy střídavých mostů jsou Maxwellov most, Maxwellov most ve Vídni, Andersonův most, Hayův most, most Owen, most De Sauty, most Schering a most Wein.
DC můstky se používají k měření neznámého odporu v můstkovém obvodu. Různé typy DC můstků jsou Wheatstoneův most, Kelvinův most a tenzometrický most.
2). Který most je frekvenčně citlivý?
Vídeňský most je frekvenčně citlivý.
3). Jaký je účel mostního obvodu?
Účelem můstkového obvodu je usměrnit elektrický proud v napájecím zdroji a změřit neznámou impedanci obvodu a porovnat ji se známou hodnotou.
4). Jaký je vzorec vlastní indukčnosti?
Když je tok známý, je vzorec pro vlastní indukčnost uveden jako,
L = NΦm / I.
Kde „L“ je vlastní indukčnost v Henryho
„Φm“ je magnetický tok v cívce
„N“ je počet tahů
„Já“ je proud protékající cívkou v Ampérech.
5). Co jsou RC a LC oscilátory?
LC oscilátor používá obvod nádrže induktor-kondenzátor a je to typ oscilátoru s kladnou zpětnou vazbou k vytváření trvalých oscilací.
Lineární oscilátor, který využívá rezistory a kondenzátory k vytvoření RC sítě s pozitivní zpětnou vazbou, se nazývá RC oscilátor. Je také známý jako sinusový oscilátor.
To je tedy vše přehled Maxwellova mostu definice obvodu, typy, vzorec, rovnice, typy, aplikace, výhody a nevýhody. Zde je pro vás otázka: „jaké jsou další typy mostních obvodů?“
