בניית מעגל הגשר של אנדרסון, עבודתו ויישוםו

ה מעגלי גשר משמשים למדידת ערכי רכיבים שונים כמו התנגדות, קיבוליות, השראות וכו 'הצורה הפשוטה של ​​מעגל גשר מורכבת מרשת של ארבע התנגדויות / זרועות עכבה היוצרות מעגל סגור. מקור זרם מוחל על שני צמתים מנוגדים וגלאי זרם מחובר לשני הצמתים הנותרים. מאמר זה דן במעגל הגשר של אנדרסונס ויישומיו.

מעגלי הגשר משתמשים בעקרון אינדיקציה ובשיטת מדידת השוואה, זה מכונה גם 'מצב איזון גשר במתח אפס. מעגל הגשר משווה את הערכים של רכיב לא ידוע לזה של רכיב סטנדרטי ידוע במדויק. לפיכך, הדיוק תלוי בעיקר במעגל הגשר, ולא במחוון האפס.

ממעגל הגשר לעיל, משוואת האיזון היא

סוגים שונים של גשרים

שני סוגים של גשרים המשמשים למדידת ערכי הרכיב. הם גשרים של D.C וגשרים של A.C.

גשרים D.C הם

• גשר ויטסטון
• גשר קלווין

הסוגים השונים של גשרים A.C הם,

• גשר להשוואת השראות
• גשר להשוואת קיבוליות
• הגשר של מקסוול
• יש גשר
• הגשר של אנדרסון
• גשר שרינג
• גשר וינה

A.C גשרים

גשרים של זרם חילופין משמשים לעתים קרובות למדידת ערך העכבה הלא ידועה (השראות עצמית / הדדית של משרנים או קיבול של קבלים במדויק). מעגל גשר A.C מורכב מארבע עכבות, מקור אספקת A.C וגלאי מאוזן. גלאי האיזון המשמשים בדרך כלל לגשרים של A.C הם

• אוזניות (בתדרים של 250 הרץ עד 3 עד 4 קילוהרץ)
• מעגל מגבר מתכוונן (לטווח תדרים של 10Hz עד 100Hz)
• רטט גלוונומטרים (לתדר טווח נמוך מ 5 הרץ עד 1000 הרץ)

ניתן להשיג את תגובת האפס (מצב איזון הגשר) על ידי שינוי אחת מזרועות הגשר. העכבה של רכיב היא בצורה של קוטב שיכול להיות בעל ערך וזווית פאזה. עבור מעגל AC המוצג לעיל, ניתן לכתוב את העכבה במונחים של גודל וזווית פאזה

כאשר Z1, Z2, Z3, Z4 הם הגדלים ו- θ1, θ2, θ3 ו- θ4 הם זוויות פאזה. התוצר של כל העכבות חייב להתבצע בצורה הקוטבית שבה כל הגדלים מתרבים ויש להוסיף זוויות פאזה.

כאן, על הגשר להיות מאוזן הן לגודל התנאים והן לזוויות הפאזה. מהמשוואות לעיל שני תנאים שיש לעמוד בהם לאיזון הגשר. אם משווים גודל של שני הצדדים, נקבל את מצב הגודל כ,

Z1.Z4 = Z2.Z3

וגם זוויות הפאזה, θ1 + θ4 = θ2 + θ3

זווית הפאזה היא + עכבות אינדוקטיביות ו- ve עבור העכבות הקיבוליות.

בניית אנדרסונס גשר ועבודה

גשר אנדרסון הוא גשר A.C המשמש למדידת ההשראות העצמית של הסליל. זה מאפשר למדוד את ההשראות של סליל באמצעות קבלים סטנדרטיים ונגדים. זה לא דורש איזון חוזר של הגשר. זהו שינוי של גשר מקסוול בו מתקבל גם ערך ההשראה העצמית על ידי השוואתו עם קבלים סטנדרטיים. החיבורים מוצגים להלן.

בניית אנדרסונס גשר ועבודה

זרוע אחת של הגשר מורכבת מהמשרן הלא ידוע Lx עם התנגדות ידועה בסדרה עם Lx. התנגדות R1 כוללת את ההתנגדות של המשרן . קיבול C הוא הקבל הסטנדרטי עם r, R2, R3 ו- R4 שאינם אינדוקטיביים באופיים.

משוואות איזון הגשר הן,

i1 = i3, ו- i2 = i4 + i_ג,

V2 = i2.R3 ו- V3 = i3.R3

V1 = V2 + ic.r ו- V4 = V3 + אני _ג ר

V1 = i1.R1 + i1.ω.L1 ו- V4 = i4.R4

כעת המתח V ניתן על ידי,

מהמעגל הנ'ל, R2, R4, ונדיר בצורת כוכב, אשר הופך לצורת הדלתא המקבילה שלו על מנת למצוא את משוואות איזון הגשר כפי שמוצג באיור למטה.

האלמנטים בדלתא המקבילה ניתנים על ידי,

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

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

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

כעת ה- R7 מתנער מהמקור, ומכאן שהוא אינו משפיע על מצב האיזון. לפיכך, על ידי הזנחת R7 וסידור מחדש של רשת כאמור לעיל איור (ב), אנו מקבלים גשר השראות מקסוול.

לפיכך משוואת האיזון ניתנת על ידי

Lx = CR3R5 ו-

R1 = R3. (R5 / R6)

החלפת הערכים של R5 ו- R6 נקבל

אם הקבל המשמש אינו מושלם, ערך ההשראות נשאר ללא שינוי, אך הערך של R1 משתנה. ניתן להשתמש בשיטת הגשר של אנדרסון גם כדי למדוד את הקבל C אם קיימת אינדוקציה עצמית מכוילת.

המשוואה הנ'ל שקיבלנו מורכבת יותר מזו שקיבלנו בגשר מקסוול. בהתבוננות במשוואות לעיל אנו יכולים לומר בקלות כי כדי להשיג התכנסות של איזון ביתר קלות, יש לבצע התאמות חלופיות של R1 ו- r בגשר של אנדרסון.

הבה נבחן כיצד אנו יכולים להשיג את ערך המשרן הלא ידוע בניסוי. בהתחלה, הגדר את תדר מחולל האות בטווח הנשמע. כעת התאם את R1 ו- r כך שהאוזניות (גלאי אפס) יעניקו צליל מינימלי. מדוד את הערכים של R1 ו- r (שהושגו לאחר התאמות אלה) בעזרת המולטימטר. השתמש בנוסחה שהסקנו לעיל כדי לברר את ערך ההשראות הלא ידוע. ניתן לחזור על הניסוי עם הערך השונה של הקבל הסטנדרטי.

היתרונות של גשר אנדרסון

• נעשה שימוש בקבל הקבוע ואילו גשרים אחרים משתמשים בקבל משתנה.
• הגשר משמש לקביעה מדויקת של ההשראות בטווח המילימטר.
• גשר זה נותן גם תוצאה מדויקת לקביעת הקיבול מבחינת השראות.
• קל לאזן את הגשר מנקודת המבט של ההתכנסות לעומת הגשר של מקסוול במקרה של ערכים נמוכים של Q.

חסרונות גשר אנדרסון

• זה מסובך מאוד מגשרים אחרים מבחינת מספר הרכיבים המשמשים.
• משוואות איזון הן גם מסובכות להפיק.
• לא ניתן להגן על הגשר בקלות בגלל נקודת הצומת הנוספת, כדי למנוע את ההשפעות של קיבולי תועה.

יישומים של גשר אנדרסון

• הוא משמש למדידת ההשראות העצמיות של הסליל (L)
• כדי למצוא את ערך תגובת ההשראה (XL) של הסליל בתדר מסוים

מהמידע לעיל, סוף סוף, אנו יכולים להסיק כי גשר אנדרסונס ידוע היטב ביישומו הממדד השראות עצמית ממעט מיקרו הנרי למספר הנרי בדיוק. אנו מקווים שיש לך הבנה טובה יותר של מושג זה. יתר על כן, כל ספק בנוגע למושג זה או כלפי ליישם פרויקטים חשמליים ואלקטרוניים אנא, תן את הצעותיך החשובות על ידי תגובה בקטע התגובות למטה. הנה שאלה בשבילך, מהם היישומים של גשרי AC?