Pembinaan Litar AC dan Operasi Litar AC

Jambatan litar hanyalah litar elektrik yang digunakan untuk mengukur nilai tidak diketahui rintangan, impedans, induksian, dan kapasitan. Banyak jambatan seperti Jambatan Wheatstone, Jambatan Maxwell, Jambatan Kelvin, dan banyak lagi sangat berguna untuk mengukur kuantiti dengan tepat dan beroperasi atas prinsip yang sama. Berikut adalah penerangan ringkas tentang fungsi beberapa jambatan tersebut:

Jambatan Wheatstone

Sebuah Jambatan Wheatstone adalah litar elektrik yang dibangunkan oleh Charles Wheatstone, dan ia digunakan untuk menentukan nilai rintangan elektrik yang tidak diketahui dalam litar. Jambatan Wheatstone sangat cekap dalam mengira nilai rintangan yang sangat rendah yang tidak dapat dihitung dengan tepat oleh instrumen lain seperti multimeter.

Litar Jambatan Wheatstone adalah susunan empat resistor dalam bentuk berlian. Ia mempunyai dua kaki selari dan setiap kaki mempunyai dua resistor dalam siri. Sebuah kaki ketiga disambungkan antara kedua-dua kaki selari pada titik tertentu dalam kaki tersebut, seperti yang ditunjukkan dalam gambarajah. Di antara empat resistor, satu nilai rintangan boleh ditentukan dengan mengimbangkan kedua-dua kaki. Dari empat resistor, nilai dua resistor R1 dan R3 adalah diketahui, nilai R2 boleh disesuaikan, dan nilai Rx perlu dikira. Kemudian penyesuaian ini disambungkan ke bekalan elektrik dan galvanometer antara terminal D dan terminal B. Kini nilai resistor yang boleh disesuaikan ditetapkan sehingga nisbah dua dahan rintangan menjadi sama iaitu (R1/ R2) = (R3/Rx), dan galvanometer membaca sifar kerana arus berhenti mengalir melalui litar. Kini litar telah seimbang dan nilai rintangan yang tidak diketahui boleh diukur dengan mudah. Bacaan R3 menentukan arah aliran arus.

Jambatan Maxwell

Prinsip kerja Jambatan Induktansi Maxwell adalah sama dengan Jambatan Wheatstone. Hanya sedikit modifikasi telah dilakukan pada Jambatan Wheatstone. Dalam jambatan ini, empat dahan terdiri daripada induktansi yang tidak diketahui (L1), kapasitor yang boleh diubah (C4), empat resistor, dan detektor berbanding galvanometer seperti yang ditunjukkan dalam gambarajah. Ia digunakan untuk mengukur nilai induktansi dengan membandingkan nilai yang tidak diketahui dengan kapasitansi standard yang boleh diubah.

Prinsip asas jambatan adalah untuk mengimbangi sudut fasa positif impedans yang tidak diketahui dengan fasa negatif kapasitansi dengan meletakkannya di dahan yang bertentangan. Dengan melakukan demikian, beza potensi merentasi detektor akan menjadi sifar dan tiada arus yang mengalir melaluinya. Kapasitor C4 dan resistor R4 disambungkan secara selari dan nilai kedua-duanya disesuaikan supaya jambatan seimbang.

Jambatan Kelvin adalah modifikasi lain dari Jambatan Wheatstone yang digunakan untuk mengukur rintangan rendah dalam julat 1mΩ hingga 1kΩ dengan ketepatan yang tinggi. Untuk pengukuran rintangan rendah yang tepat, bekalan voltan tinggi dan galvanometer yang sensitif diperlukan dalam Jambatan Kelvin. Semasa mengukur rintangan rendah, rintangan wayar penyambungan memainkan peranan penting. Jambatan Wheatstone digunakan yang mempunyai dua resistor tambahan seperti yang ditunjukkan dalam gambarajah. Resistor R1 dan R2 disambungkan ke set kedua nisbah-lengan dan direka sebagai resistor empat terminal. Di sini R adalah rintangan yang tidak diketahui dan S adalah resistor standard. Galvanometer diletakkan antara c dan d supaya rintangan wayar penyambungan r boleh diabaikan dan tidak mempengaruhi nilai pengukuran. Di bawah keadaan seimbang, galvanometer menunjukkan sifar dan tiada arus yang mengalir melalui litar. Persamaan pada keadaan seimbang adalah:

Jambatan Hay

Jambatan Hay adalah variasi lain dari litar jambatan Maxwell. Dalam litar Maxwell, rintangan diletakkan selari dengan kapasitor, manakala dalam litar Hay, rintangan disambungkan secara siri dengan kapasitor standard seperti yang ditunjukkan dalam gambarajah. Ia sangat berguna jika sudut fasa impedans induktif sangat besar, yang boleh diatasi dengan mengambil rintangan rendah secara siri.

Jambatan Anderson

Jambatan Anderson adalah versi yang dimodifikasi daripada jambatan induktansi kapasitansi Maxwell. Ia digunakan utamanya untuk mengukur induktansi sendiri dalam sebuah gegelung dengan menggunakan kapasitor standard dan resistor. Kelebihan utama jambatan ini adalah ia tidak memerlukan penyeimbangan jambatan yang sering. Untuk menyeimbangkan jambatan dengan arus tetap, rintangan yang boleh diubah r ditetapkan dan sumber AC digantikan dengan bateri dan headphone oleh galvanometer koil bergerak. Setelah jambatan seimbang, potensial di terminal D adalah sama dengan potensial di E. aliran arus dalam dahan masing-masing ditandakan oleh I1, I2, dan I3 seperti yang ditunjukkan dalam gambarajah.

Litar Jambatan Diod

Ia adalah litar jambatan yang mempunyai susunan empat diod yang memberikan polariti output yang sama untuk setiap polariti input. Litar jambatan diod yang juga dipanggil rectifier jambatan digunakan di mana sahaja ada keperluan untuk menukar arus ulang-alik menjadi arus searah. Ia juga digunakan untuk mendeteksi amplitud isyarat radio. Apabila terminal positif input disambungkan ke kiri atas dan negatif ke kanan bawah, arus mengalir dari terminal bekalan atas ke output mengikut jalur merah dan kembali ke terminal bekalan bawah melalui jalur biru seperti yang ditunjukkan dalam gambarajah.

Sumber: Electrical4u.

Pernyataan: Hormati asal, artikel baik berharga dibagikan, jika ada pelanggaran silakan hubungi untuk dihapus.