The mostna vezja se uporabljajo za merjenje različnih vrednosti komponent na primer upor, kapacitivnost, induktivnost itd. Preprosta oblika mostnega vezja je sestavljena iz mreže štirih uporov / impedančnih krakov, ki tvorijo zaprti krog. Vir toka se nanaša na dve nasprotni vozlišči, detektor toka pa je priključen na preostali dve vozlišči. Ta članek razpravlja o delu Andersonsovega mostu in njegovih aplikacijah.
Mostna vezja uporabljajo načelo ničelne indikacije in primerjalno merilno metodo, to je znano tudi kot »Stanje ravnovesja mostu pri ničelni napetosti. Mostno vezje primerja vrednosti neznane komponente z vrednostjo natančno znane standardne komponente. Tako je natančnost večinoma odvisna od mostnega vezja in ne od ničelnega indikatorja.
Iz zgornjega mostnega vezja je enačba uravnoteženja
Različne vrste mostov
Dve vrsti mostov, ki se uporabljajo za merjenje vrednosti komponent. So DC mostovi in A.C mostovi.
DC mostovi so
- Most Wheatstone
- Kelvinski most
Različne vrste mostov A.C.
- Primerjalni most induktivnosti
- Most za primerjavo kapacitivnosti
- Maxwellov most
- Tam je most
- Andersonov most
- Scheringov most
- Dunajski most
A.C. Mostovi
AC mostovi se pogosto uporabljajo za merjenje vrednosti neznane impedance (lastna / medsebojna induktivnost induktorjev ali natančnost kapacitivnosti kondenzatorjev). Mostno vezje A.C je sestavljeno iz štirih impedanc, vira napajanja AC in uravnoteženega detektorja. Detektorji tehtnice, ki se običajno uporabljajo za mostove AC, so
- Slušalke (pri frekvencah od 250 Hz do 3 do 4 kHz)
- Nastavljiv ojačevalni krog (za frekvenčno območje od 10 HZ do 100 Hz)
- Vibracijski galvanometri (za nizko frekvenco od 5 Hz do 1000 Hz)
Ničelni odziv (stanje ravnovesja mostu) je mogoče dobiti s spreminjanjem enega od krakov mostu. Impedanca komponente je v obliki polarne, ki ima lahko velikost in vrednost faznega kota. Za zgoraj prikazano vezje A.C lahko impedanco zapišemo v obliki velikosti in faznega kota
Kjer so Z1, Z2, Z3, Z4 velikosti in θ1, θ2, θ3 in θ4 fazni koti. Zmnožek vseh impedanc je treba izvesti v polarni obliki, kjer se pomnožijo vse velikosti in dodajo fazni koti.
Tu mora biti most uravnotežen tako glede na velikost pogojev kot fazne kote. Iz zgornjih enačb morata biti izpolnjena dva pogoja za mostno tehtnico. Če enačimo velikosti obeh strani, bomo dobili pogoj velikosti kot,
Z1.Z4 = Z2.Z3
In tudi fazni koti, θ1 + θ4 = θ2 + θ3
Fazni kot je + ve induktivnih impedanc in –ve za kapacitivne impedance.
Gradnja in obdelava mostov Andersons
Andersonov most je most A.C., ki se uporablja za merjenje samoinduktivnosti tuljave. Omogoča merjenje induktivnosti tuljave s standardnim kondenzatorjem in uporov. Ne zahteva ponovnega uravnoteženja mostu. Gre za modifikacijo Maxwellovega mostu, pri kateri dobimo tudi vrednost samoinduktivnosti s primerjavo s standardnim kondenzatorjem. Povezave so prikazane spodaj.
Gradnja in obdelava mostov Andersons
Eno roko mostu sestavlja neznan induktor Lx z znanim uporom v seriji z Lx. Ta odpornost R1 vključuje upornost induktor . Kapacitivnost C je standardni kondenzator z r, R2, R3 in R4, ki niso induktivne narave.
Enačbe mostnega ravnotežja so,
i1 = i3 in i2 = i4 + ic,
V2 = i2.R3 in V3 = i3.R3
V1 = V2 + ic.r in V4 = V3 + jaz c r
V1 = i1.R1 + i1.ω.L1 in V4 = i4.R4
Zdaj je napetost V podana z,
Iz zgornjega vezja R2, R4 in redko v obliki zvezd, ki se pretvori v enakovredno delta obliko, da bi našli enačbe ravnotežja mostu, kot je prikazano na spodnji sliki.
Elementi v enakovredni delti so podani z,
R5 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / R4
R6 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / R2
R7 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / r
Zdaj se R7 izogne viru in zato ne vpliva na stanje ravnotežja. Tako z zanemarjanjem R7 in preureditvijo omrežja, kot je prikazano na sliki (b), dobimo Maxwellov induktivni most.
Tako je enačba ravnotežja podana z
Lx = CR3R5 in
R1 = R3. (R5 / R6)
Z nadomestitvijo vrednosti R5 in R6 bomo dobili
Če uporabljeni kondenzator ni popoln, vrednost induktivnosti ostane nespremenjena, vrednost R1 pa se spremeni. Andersonovo mostno metodo lahko uporabimo tudi za merjenje kondenzatorja C, če je na voljo kalibrirana samoinduktivnost.
Zgornja enačba, ki smo jo dobili, je bolj zapletena kot pri Maxwellovem mostu. Ob opazovanju zgornjih enačb lahko zlahka rečemo, da je treba za lažje doseganje konvergence ravnotežja v Andersonovem mostu narediti izmenične prilagoditve R1 in r.
Zdaj pa poglejmo, kako lahko eksperimentalno dobimo vrednost neznanega induktorja. Najprej nastavite frekvenco generatorja signala na zvočni obseg. Zdaj prilagodite R1 in r tako, da bodo slušalke (ničelni detektor) oddajale minimalni zvok. Izmerite vrednosti R1 in r (dobljene po teh nastavitvah) s pomočjo multimetra. Uporabite formulo, ki smo jo izpeljali zgoraj, da ugotovimo vrednost neznane induktivnosti. Poskus lahko ponovimo z različno vrednostjo standardnega kondenzatorja.
Prednosti Andersonsovega mostu
- Uporablja se fiksni kondenzator, medtem ko drugi mostovi uporabljajo spremenljiv kondenzator.
- Most se uporablja za natančno določanje induktivnosti v milimetrskem območju.
- Ta most daje tudi natančen rezultat za določanje kapacitivnosti glede na induktivnost.
- Most je z vidika konvergence enostavno uravnotežiti v primerjavi z Maxwellovim mostom v primeru nizkih vrednosti Q.
Slabosti Andersonsovega mostu
- Glede števila uporabljenih komponent je zelo zapleten kot drugi mostovi.
- Tudi ravnotežne enačbe je zapleteno izpeljati.
- Mosta zaradi dodatnega stičišča ni mogoče zlahka zaščititi, da bi se izognili učinkom zapuščenih kapacitivnosti.
Aplikacije Andersons Bridge
- Uporablja se za merjenje samoinduktivnosti tuljave (L)
- Da bi ugotovili vrednost induktivnega reaktanca (XL) tuljave pri določeni frekvenci
Iz zgornjih informacij lahko končno zaključimo, da je Andersonov most dobro znan po svoji uporabi, ki natančno meri samoinduktivnost od nekaj mikro Henryjev do več Henryjev. Upamo, da ste bolje razumeli ta koncept. Poleg tega kakršni koli dvomi glede tega koncepta ali izvajati električne in elektronske projekte prosim, dajte svoje dragocene predloge s komentarjem v spodnjem oddelku za komentarje. Tukaj je vprašanje za vas, Kakšne so aplikacije AC mostov?
