Gradnja AC krogov in delovanje AC krogov

Mostni krog je nič drugega kot električni krog, ki se uporablja za merjenje neznanih vrednosti upora, impedancije, indukcije in kapacitance. Številni mosti, kot so Wheatstoneov most, Maxwellov most, Kelvinov most in še mnogi drugi, so zelo uporabni za natančno merjenje količin in delujejo na istem principu. Tukaj je kratka opisana delovanja nekaterih mostov:

Wheatstoneov most

Wheatstoneov most je električni krog, razvijen s strani Charlesa Wheatstonea, in se uporablja za določitev vrednosti neznanega električnega upora v krogu. Wheatstoneov most je zelo sposoben pri izračunu zelo nizkih vrednosti upor, ki jih drugi instrumenti, kot so multimetri, ne izračunajo točno.

Wheatstoneov mostni krog je rombasta razporeditev štirih upornikov. Ima dva vzporedna kraka, vsak z dvema upornikoma v zaporedju. Tretji krak je povezan med dvema vzporednima krakoma na neki točki znotraj krakov, kot je prikazano na shemi. Med štirimi uporniki lahko eno vrednost upora določimo z ravnotežjem dveh krakov. Od štirih upornikov sta vrednosti R1 in R3 znani, vrednost R2 je prilagodljiva, in vrednost Rx je treba izračunati. Ta prilagoditev je povezana z električnim napajanjem in galvanometrom med terminalom D in terminalom B. Nato se vrednost prilagodljivega upornika nastavi, dokler razmerje med dvema vejama upornosti ne postane enako, torej (R1/ R2) = (R3/Rx), in galvanometer kaže nič, ker tok prestane teči skozi krog. Zdaj je krog uravnotežen in vrednost neznane upornosti se lahko enostavno izmeri. Branje R3 odloča o smeri pretoka toka.

Maxwellov most

Delovanje Maxwellovega induktivnega mosta je enako kot pri Wheatstoneovem mostu. V Wheatstoneovem mostu so bile le malo prilagojene spremembe. V tem mostu imamo štiri veje, ki vsebujejo neznano induktivnost (L1), spremenljivo kapacitivnost (C4), štiri upornike in detektor namesto galvanometra, kot je prikazano na shemi. Uporablja se za merjenje vrednosti induktivnosti s primerjanjem neznane vrednosti z standardno spremenljivo kapacitivnostjo.

Osnovni princip mosta je kompenzacija pozitivnega faznega kota neznane impedancije s negativnim faznim kotom kapacitivnosti tako, da jo postavimo v nasprotno vejo. S tem postane potencialna razlika na detektorju enaka nič in tok ne teče skozi njega. Kapacitivnost C4 in upornik R4 sta povezana v vzporedno in vrednost obeh je nastavljena tako, da most doseže ravnotežje.

Kelvinov most je še ena sprememba Wheatstoneovega mosta, ki se uporablja za merjenje nizkih upornosti v obsegu od 1mΩ do 1kΩ z veliko točnostjo. Za natančno merjenje nizkih upornosti, so potrebni visoki napetosti in občutljivi galvanometer v Kelvinovem mostu. Pri merjenju nizkih upornosti igra pomembno vlogo upornost povezovalnih žic. Uporablja se Wheatstoneov most, ki ima dodatna dva upornika, kot je prikazano na shemi. Uporniki R1 in R2 so povezani z drugim setom razmerjevnih rokov in konstruirani štiriterminalni uporniki. Tukaj je R neznana upornost in S standardna upornost. Galvanometer je postavljen med c in d, da se upornost povezovalnih žic r zanemari in ne vpliva na vrednost meritve. Pod pogojem ravnotežja galvanometer kaže nič in tok ne teče skozi krog. Enačba pri ravnotežju je:

Hayev mostni krog

Hayev most je še ena variacija Maxwellovega mostnega kroga. V Maxwellovem krogu je upornik vzporedno povezan s kapacitorjem, medtem ko v Hayevem krogu je upornik povezan v zaporedju s standardnim kapacitorjem, kot je prikazano na shemi. To je zelo uporabno, če je fazni kot induktivne impedancije zelo velik, kar se lahko premagajo z uporabo nizkega upornika v zaporedju.

Andersonov most

Andersonov most je spremenjena različica Maxwellovega induktivnega kapacitivnega mosta. Glavno uporabo najde pri merjenju samoudušenosti v navoji z uporabo standardnega kapacitorja in upornikov. Glavna prednost tega mosta je, da ne zahteva pogostega ravnotežja mosta. Za ravnotežje mosta z stalnim tokom je nastavljena spremenljiva upornost r in AC vir je zamenjan z baterijo in slušalkami z galvanometrom na osnovi gibanja bobna. Ko je most uravnotežen, je potencial na terminalu D enak potencialu na E. Tok, ki teče v posameznih vejah, je označen z I1, I2 in I3, kot je prikazano na shemi.

Diodni mostni krog