köprü devreleri çeşitli bileşen değerlerini ölçmek için kullanılır direnç, kapasitans, endüktans vb. gibi. Bir köprü devresinin basit şekli, kapalı bir devre oluşturan dört direnç / empedans kolundan oluşan bir ağdan oluşur. İki zıt düğüme bir akım kaynağı uygulanır ve kalan iki düğüme bir akım detektörü bağlanır. Bu makale Andersons köprü devresi çalışmasını ve uygulamalarını tartışmaktadır.
Köprü devreleri sıfır gösterge ilkesini ve karşılaştırmalı ölçüm yöntemini kullanır, bu aynı zamanda 'Sıfır gerilimde Köprü Dengesi durumu' olarak da bilinir. Köprü devresi, bilinmeyen bir bileşenin değerlerini, doğru bir şekilde bilinen standart bir bileşeninki ile karşılaştırır. Bu nedenle, doğruluk, sıfır göstergesine değil, çoğunlukla köprü devresine bağlıdır.
Yukarıdaki köprü devresinden, dengeleme denklemi
Farklı Köprü Türleri
Bileşen değerlerini ölçmek için iki tür köprü kullanılır. Bunlar D.C köprüleri ve A.C köprüleridir.
D.C Köprüler
- Wheatstone köprüsü
- Kelvin köprüsü
A.C Köprülerinin çeşitli türleri,
- Endüktans karşılaştırma köprüsü
- Kapasite karşılaştırma köprüsü
- Maxwell köprüsü
- Köprü var
- Anderson'ın köprüsü
- Schering köprüsü
- Viyana köprüsü
A.C Köprüler
AC köprüleri genellikle bilinmeyen empedansın değerini ölçmek için kullanılır (indüktörlerin kendi kendine / karşılıklı endüktansı veya kapasitörlerin kapasitansı doğru bir şekilde). Bir A.C köprü devresi dört empedanstan, bir A.C kaynağı kaynağından ve dengeli bir dedektörden oluşur. A.C köprüleri için genellikle kullanılan denge dedektörleri,
- Kulaklıklar (250 Hz ila 3 ila 4 kHz frekanslarında)
- Ayarlanabilir amplifikatör devresi (10HZ ila 100Hz frekans aralığı için)
- Titreşim galvanometreleri (5 Hz - 1000 Hz arası düşük aralık frekansı için)
Boş yanıt (köprü denge durumu), köprü kollarından birini değiştirerek elde edilebilir. Bir bileşenin empedansı, bir büyüklük ve bir faz açısı değerine sahip olabilen bir kutup biçimindedir. Yukarıda gösterilen bir AC devresi için empedans, büyüklük ve faz açısı cinsinden yazılabilir.
Burada Z1, Z2, Z3, Z4 büyüklükler ve θ1, θ2, θ3 ve θ4 faz açılarıdır. Tüm empedansların çarpımı, tüm büyüklüklerin çarpıldığı ve faz açılarının ekleneceği polar formda gerçekleştirilmelidir.
Burada, köprü hem durum büyüklüğü hem de faz açıları için dengelenmelidir. Yukarıdaki denklemlerden, köprü dengesi için karşılanması gereken iki koşul. Her iki tarafın büyüklüklerini eşitleyerek, büyüklük koşulunu şu şekilde alacağız:
Z1.Z4 = Z2.Z3
Ve faz açıları da θ1 + θ4 = θ2 + θ3
Faz açısı + ve endüktif empedans ve kapasitif empedanslar için –ve'dir.
Andersons Köprüsü İnşaatı ve Çalışması
Anderson Köprüsü, bobinin kendi kendine endüktansını ölçmek için kullanılan bir A.C köprüsüdür. Bir bobinin endüktansının ölçülmesini sağlar standart bir kapasitör kullanarak ve dirençler. Köprünün tekrar tekrar dengelenmesini gerektirmez. Kendi kendine endüktans değerinin de standart bir kapasitörle karşılaştırılarak elde edildiği Maxwell Köprüsü'nün bir modifikasyonudur. Bağlantılar aşağıda gösterilmiştir.
Andersons Köprüsü İnşaatı ve Çalışması
Köprünün bir kolu, Lx ile seri olarak bilinen dirençli bilinmeyen endüktör Lx'den oluşur. Bu direnç R1, aşağıdakilerin direncini içerir indüktör . Kapasitans C, doğada endüktif olmayan r, R2, R3 ve R4 ile standart kapasitördür.
Köprü denge denklemleri,
i1 = i3 ve i2 = i4 + ic,
V2 = i2.R3 ve V3 = i3.R3
V1 = V2 + ic.r ve V4 = V3 + ben c r
V1 = i1.R1 + i1.ω.L1 ve V4 = i4.R4
Şimdi V voltajı,
Yukarıdaki devreden, R2, R4 ve yıldız formunda nadir bulunan, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi köprü denge denklemlerini bulmak için eşdeğer delta formuna dönüştürülür.
Eşdeğer deltadaki elemanlar,
R5 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / R4
R6 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / R2
R7 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / r
Şimdi R7 kaynağı yönlendiriyor ve bu nedenle denge durumunu etkilemiyor. Böylece, R7'yi ihmal ederek ve yukarıdaki şekil (b) 'deki gibi bir ağı yeniden düzenleyerek, bir Maxwell endüktans köprüsü elde ederiz.
Böylece denge denklemi verilir
Lx = CR3R5 ve
R1 = R3. (R5 / R6)
R5 ve R6 değerlerini değiştirerek, alacağız
Kullanılan kapasitör mükemmel değilse, endüktans değeri değişmeden kalır, ancak R1'in değeri değişir. Anderson'ın köprü yöntemi, kalibre edilmiş bir kendi kendine endüktans mevcutsa, kapasitör C'yi ölçmek için de kullanılabilir.
Elde ettiğimiz yukarıdaki denklem, Maxwell köprüsünde elde ettiğimizden daha karmaşıktır. Yukarıdaki denklemleri gözlemleyerek, dengenin yakınsamasını daha kolay elde etmek için Anderson'un köprüsünde R1 ve r'nin alternatif ayarlamalarının yapılması gerektiğini rahatlıkla söyleyebiliriz.
Şimdi bilinmeyen indüktörün değerini deneysel olarak nasıl elde edebileceğimize bakalım. İlk önce, sinyal oluşturucu frekansını işitilebilir aralıkta ayarlayın. Şimdi R1 ve r'yi kulaklıklar (boş detektör) minimum ses verecek şekilde ayarlayın. Multimetre yardımıyla R1 ve r değerlerini (bu ayarlamalardan sonra elde edilir) ölçün. Bilinmeyen endüktansın değerini bulmak için yukarıda türettiğimiz formülü kullanın. Deney, standart kondansatörün farklı değeri ile tekrarlanabilir.
Andersons Köprüsü'nün Avantajları
- Sabit kapasitör kullanılırken, diğer köprüler değişken bir kapasitör kullanır.
- Köprü, milimetre aralığında doğru endüktans belirlenmesi için kullanılır.
- Bu köprü ayrıca endüktans açısından kapasitans belirlenmesi için doğru bir sonuç verir.
- Düşük Q değerleri durumunda, köprü, Maxwell köprüsüne kıyasla yakınsama açısından dengelenmesi kolaydır.
Andersons Köprüsü'nün dezavantajları
- Kullanılan bileşen sayısı açısından diğer köprülere göre çok karmaşıktır.
- Denge denklemlerinin türetilmesi de karmaşıktır.
- Ek bağlantı noktası nedeniyle, başıboş kapasitansların etkilerini önlemek için köprü kolayca korunamaz.
Andersons Köprüsü Uygulamaları
- Bobinin (L) kendi kendine endüktansını ölçmek için kullanılır.
- Bobinin endüktif reaktansının (XL) belirli bir frekansta değerini bulmak için
Son olarak, yukarıdaki bilgilerden, bir Andersons köprüsünün, birkaç mikro Henry'den birkaç Henry'ye tam olarak kendi kendine endüktansı ölçen uygulamasıyla iyi bilindiği sonucuna varabiliriz. Bu kavramı daha iyi anladığınızı umuyoruz. Ayrıca, bu konseptle ilgili herhangi bir şüphe veya elektrik ve elektronik projeleri uygulamak lütfen aşağıdaki yorum bölümünde yorum yaparak değerli önerilerinizi iletin. İşte sana bir soru AC köprülerin uygulamaları nelerdir?
