Die Schaltkreise, mit denen das Unbekannte berechnet wird Widerstand Induktivität, Kapazität, Frequenz und Gegeninduktivität werden als Wechselstrombrücken bezeichnet. Diese Schaltungen arbeiten mit einem Wechselspannungssignal. Diese Brücken arbeiten nach dem Prinzip des Gleichgewichtsverhältnisses der Impedanzen, das vom Nulldetektor erhalten wird und genaue Ergebnisse liefert. In einigen Schaltungen kann anstelle des Nulldetektors ein Wechselstromverstärker verwendet werden. Die aus der Schaltung erhaltenen Ausgleichsgleichungen können verwendet werden, um den unbekannten Widerstand, die unbekannte Kapazität und die unbekannte Induktivität zu bestimmen und auch unabhängig von der Frequenz. Die Wechselstrombrücken werden in verwendet Kommunikationssysteme , komplexe elektrische und elektronische Schaltkreise und viele mehr. Es gibt verschiedene Arten von Wechselstrombrücken, die in elektronischen Schaltkreisen verwendet werden. Dies sind die Maxwells-Brücke, die Maxwells-Wein-Brücke, die Anderson-Brücke, die Hay-Brücke, die Owen-Brücke, die De-Sauty-Brücke, die Schering-Brücke und die Wein-Serie.
Maxwells Bridge Definition
Maxwells Brücke ist auch als Maxwells Weinbrücke oder modifizierte Form von bekannt Wheatstone-Brücke oder Maxwells Induktivitätskapazitätsbrücke besteht aus vier Armen, mit denen unbekannte Induktivitäten in Bezug auf kalibrierte Kapazitäten und Widerstände gemessen werden. Es kann verwendet werden, um einen unbekannten Induktivitätswert zu messen und ihn mit dem Standardwert zu vergleichen. Es funktioniert nach dem Prinzip des Vergleichs bekannter und unbekannter Induktivitätswerte.
Es verwendet die Nullablenkungsmethode, um die Induktivität mit einer parallel kalibrierten zu berechnen Widerstand und Kondensator. Die Maxwell-Brückenschaltung wird als Resonanz bezeichnet, wenn der positive Phasenwinkel einer induktiven Impedanz mit dem negativen Phasenwinkel der kapazitiven Impedanz (im gegenüberliegenden Arm verbunden) kompensiert wird. Daher fließt kein Strom durch die Schaltung und kein Potential über den Nulldetektor.
Maxwells Bridge Formel
Wenn sich die Maxwell-Brücke im Gleichgewicht befindet, kann die unbekannte Induktivität mit einem variablen Standardkondensator gemessen werden. Die Brückenformel von Maxwell lautet: (in Bezug auf Induktivität, Widerstand und Kapazität)
R1 = R2r3 / R4
L1 = R2R3C4
Der Qualitätsfaktor der Maxwell-Brückenschaltung ist gegeben als:
Q = ωL1 / R1 = ωC4R4
Maxwells Bridge Circuit
Maxwells Brückenschaltung besteht aus 4 Armen, die quadratisch oder rhombusförmig verbunden sind. In dieser Schaltung enthalten zwei Arme einen einzelnen Widerstand, ein anderer Arm enthält einen Widerstand und einen Induktor in Reihenschaltung und der letzte Arm enthält einen Widerstand und einen Kondensator in paralleler Kombination. Die grundlegende Maxwell-Brückenschaltung ist unten dargestellt.
Maxwell's Bridge Circuit
Eine Wechselspannungsquelle und ein Nulldetektor sind diagonal mit der Brückenschaltung verbunden, um den unbekannten Induktivitätswert zu messen und mit den bekannten Werten zu vergleichen.
Maxwells-Brückengleichung
Von der Schaltung sind AB, BC, CD und DA die 4 Arme, die in Rautenform verbunden sind.
AB und CD sind die Widerstände R2 und R3,
BC ist eine Reihenkombination aus Widerstand und Induktivität, die als Rx und Lx angegeben ist.
DA ist eine parallele Kombination aus Widerstand und Kondensator, angegeben als R1 und C1
Betrachten Sie Z1, Z2, Z3 und ZX als Impedanzen der 4 Arme der Brückenschaltung. Die Werte für diese Impedanzen sind angegeben als:
Z1 = (R1 + jwL1) [da Z1 = R1 + 1 / jwC1]
Z2 = R2
Z3 = R3
ZX = (R4 + jwLX)
Oder
Z1 = R1 parallel zu C1, dh Y1 = 1 / Z1
Y1 = 1 / R1 + j & ohgr; Cl1
Z2 = R2
Z3 = R3
Zx = Rx in Reihe mit Lx = Rx + jωLx
Nehmen Sie die Gleichgewichtsgleichung einer grundlegenden Wechselstrombrückenschaltung wie folgt:
Z1Zx = Z2Z3
Zx = Z2Z3 / Z1
Ersetzen Sie die Impedanzwerte der Maxwell-Brückenschaltung in der obigen Bilanzgleichung. Dann,
Rx + jωLx = R2R3 ((1 / R1) + jωC1)
Rx + jωLx = R2R3 / R1 + jωC1R2R3
Setzen Sie nun die realen und imaginären Terme aus den beiden obigen Gleichungen gleich.
Rx = R2R3 / R1 und Lx = C1R2R3
Q = ωLx / Rx = ωC1R2R3x R1 / R2R3 = ωC1R
Wobei Q = Qualitätsfaktor der Brückenschaltung
Rx = unbekannter Widerstand
Lx = unbekannte Induktivität
R2 und R3 = bekannte nichtinduktive Widerstände
C1 = Kondensator, der parallel zum variablen Widerstand R1 geschaltet ist
Zeigerdiagramm
Die Maxwell-Brücke wird verwendet, um die unbekannte Induktivität der Schaltung mit kalibrierten Widerständen und zu messen Kondensatoren . Diese Brückenschaltung vergleicht den bekannten Induktivitätswert mit einem Standardwert. Maxwells Brückenzeigerdiagramm Schaltung im Ausgleichszustand ist unten gezeigt.
Zeigerdiagramm
Die Maxwell-Brückenschaltung soll sich in einem ausgeglichenen Zustand befinden, wenn die Phasenverschiebungen von Induktivitäten und Kondensatoren einander entgegengesetzt sind. Dies bedeutet, dass die kapazitive Impedanz und die induktive Impedanz in der Brückenschaltung einander gegenüberliegen. Die Ströme I3 und I4 sind mit I1 und I2 in Phase. Durch Variieren der Impedanzen der Brückenschaltung kann der Strom hinter dem angelegten Wechselspannungssignal zurückbleiben.
Messfehler können aufgrund der gegenseitigen Induktivität zwischen den beiden Indikatoren beseitigt werden. Da aufgrund der Kopplung zwischen den Spulen in der Schaltung erhebliche Fehler auftreten können. Um den Ausgleichszustand der Schaltung zu erreichen, werden der variable Kondensator und der Widerstand parallel geschaltet. Die gemessenen Induktivitäten im Gleichgewichtszustand sind frequenzunabhängig.
Arten von Maxwells Bridge
Die verschiedenen Arten von Brücken sind
Maxwells Induktivitätsbrücke
Diese Art von Brückenschaltung wird verwendet, um den unbekannten Induktivitätswert der Schaltung durch Vergleichen mit einem Standardwert der Selbstinduktivität zu messen. Zwei Arme der Brückenschaltung sind als nichtinduktive Widerstände bekannt, ein weiterer Arm enthält eine variable Induktivität mit einem in Reihe geschalteten Festwiderstand und ein weiterer Arm enthält eine unbekannte Induktivität in Reihe mit einem Widerstand. Die Wechselspannungsquelle und ein Nulldetektor sind über die Übergänge der Schaltung angeschlossen. Das Schaltbild ist unten dargestellt.
Maxwells Induktivitätsbrücke
Unter der Balance-Bedingung lautet die Formel für die Maxwell-Induktivitätsschaltung wie folgt:
Wobei L1 = unbekannte Induktivität mit einem Widerstand R1
R2 und R3 sind die nichtinduktiven Widerstände
L2 ist die variable Induktivität mit festem Widerstand r2
R2 ist der variable Widerstand in Reihe mit L2
Maxwells Induktivitätskapazitätsbrücke
Diese Art von Brückenschaltung wird verwendet, um einen unbekannten Induktivitätswert durch Vergleichen mit einem variablen Standardkondensator zu messen. Das Wechselspannungssignal und ein Nulldetektor sind an den Verbindungsstellen angeschlossen.
Induktivitätskapazitätsbrücke
Von der Schaltung können wir das beobachten,
Ein Arm enthält einen variablen Standardkondensator C1 parallel zu einem variablen nichtinduktiven Widerstand R1
Die anderen beiden Arme enthalten bekannte nichtinduktive Widerstände R2 und R3
Ein anderer Arm enthält eine unbekannte Induktivität Lx mit einem Widerstand Rx in Reihe, dessen Wert gemessen und mit einem bekannten Wert verglichen werden soll.
Der Ausdruck für die Induktivitätskapazität von Maxwell wird wie folgt angegeben (im Gleichgewichtszustand
Q = Qualitätsfaktor der Maxwell-Brückenschaltung
Vorteile von Maxwells Bridges
Die Vorteile sind
- Im Ausgleichszustand ist die Brückenschaltung frequenzunabhängig
- Es hilft, einen weiten Bereich von Induktivitätswerten bei Audio- und Leistungsfrequenz zu messen
- Um den Induktivitätswert direkt zu messen, wird die Skala des kalibrierten Widerstands verwendet.
- Es wird verwendet, um den hohen Induktivitätsbereich zu messen und mit einem Standardwert zu vergleichen.
Nachteile der Maxwells Bridge
Die Nachteile sind
- Der feste Kondensator in der Maxwell-Brückenschaltung kann eine Wechselwirkung zwischen Widerstand und Reaktanzausgleich erzeugen.
- Es ist nicht geeignet, einen hohen Bereich von Qualitätsfaktoren zu messen (Q-Werte> = 10).
- Der in der Schaltung verwendete variable Standardkondensator ist sehr kostspielig.
- Es wird nicht verwendet, um den Qualitätsfaktor (Q-Wert) aufgrund der Bedingung der Schaltungsbilanz zu messen. Daher wird es für Spulen mittlerer Qualität verwendet.
Anwendungen von Maxwells Bridge
Die Anwendungen sind
- Wird in Kommunikationssystemen verwendet
- Wird in elektronischen Schaltkreisen verwendet
- Wird in Strom- und Audiofrequenzschaltungen verwendet
- Wird verwendet, um unbekannte Induktivitätswerte der Schaltung zu messen und mit einem Standardwert zu vergleichen.
- Wird zum Messen von Spulen mittlerer Qualität verwendet.
- Wird in Filterschaltungen, Instrumenten, linearen und nichtlinearen Schaltungen verwendet
- Wird in Stromumwandlungsschaltungen verwendet.
FAQs
1). Was sind AC- und DC-Brücken?
Die Wechselstrombrücken und Gleichstrombrücken werden verwendet, um unbekannte Komponenten wie Induktivität, Kapazität und Widerstand zu messen. Oder messen Sie unbekannte Impedanzen der Schaltung.
Die verschiedenen Arten von Wechselstrombrücken sind die Maxwell-Brücke, die Maxwell-Wien-Brücke, die Anderson-Brücke, die Hay-Brücke, die Owen-Brücke, die De Sauty-Brücke, die Schering-Brücke und die Wein-Serie.
Die Gleichstrombrücken werden verwendet, um unbekannten Widerstand in der Brückenschaltung zu messen. Die verschiedenen Arten von Gleichstrombrücken sind die Wheatstone-Brücke, die Kelvin-Brücke und die DMS-Brücke.
2). Welche Brücke ist frequenzempfindlich?
Die Wiener Brücke ist frequenzempfindlich.
3). Was ist der Zweck einer Brückenschaltung?
Der Zweck der Brückenschaltung besteht darin, den elektrischen Strom in der Stromversorgung zu gleichrichten, die unbekannte Impedanz der Schaltung zu messen und mit einem bekannten Wert zu vergleichen.
4). Was ist die Formel der Selbstinduktivität?
Wenn der Fluss bekannt ist, wird die Formel für die Selbstinduktivität wie folgt angegeben:
L = NΦm / I.
Wobei 'L' die Selbstinduktivität bei Henry ist
'M' ist der magnetische Fluss in der Spule
'N' ist die Anzahl der Umdrehungen
'I' ist der Strom, der in Ampere durch die Spule fließt.
5). Was sind RC- und LC-Oszillatoren?
Der LC-Oszillator verwendet die Induktor-Kondensator-Tankschaltung und ist eine Art positiver Rückkopplungsoszillator, um anhaltende Schwingungen zu erzeugen.
Der Linearoszillator, der Widerstände und Kondensatoren verwendet, um das RC-Netzwerk mit positiver Rückkopplung zu bilden, wird als RC-Oszillator bezeichnet. Es ist auch als Sinusoszillator bekannt.
Das ist also alles eine Übersicht über Maxwells Brücke Schaltungsdefinition, Typen, Formel, Gleichung, Typen, Anwendungen, Vor- und Nachteile. Hier ist eine Frage an Sie: 'Was sind die anderen Arten von Brückenschaltungen?'
