Konstrukcija AC krugova i rad AC krugova

Most brana mreža ništa više od električna mreža koja se koristi za merenje nepoznatih vrednosti otpora, impedancije, indukcije i kapacitansa. Mnoge mostove poput Wheatstoneovog mosta, Maxwellovog mosta, Kelvinovog mosta i mnogi drugi su veoma korisni za tačno merenje količina i rade na istom principu. Evo kratkog opisa funkcionisanja nekih od ovih mostova:

Wheatstoneov most

Wheatstoneov most je električna šema razvijena od strane Čarlsa Vitstona, i koristi se za određivanje vrednosti nepoznatog električnog otpora u šemi. Wheatstoneov most je izuzetno sposoban da izračuna vrlo niske vrednosti otpora koje druge instrumente, kao što je multimetar, ne mogu tačno izmeriti.

Wheatstoneova mostova šema je dijamantasta rasporeda četiri otpornika. Ima dve paralelne noge, a svaka noga ima dva otpornika u seriji. Treća noga je povezana između dve paralelne noge na nekoj tački unutar nogu, kako je prikazano na slici. Među četiri otpornika, vrednost jednog otpornika može se odrediti balansiranjem dve noge. Od četiri otpornika, vrednost dva otpornika R1 i R3 su poznati, vrednost R2 je podešiva, a vrednost Rx treba da se izračuna. Zatim se ova podešenja povezuju sa električnim napajanjem i galvanometrom između terminala D i B. Sada se vrednost podešivog otpornika prilagođava dok omjer dve grane otpora ne postane jednak, tj. (R1/ R2) = (R3/Rx), a galvanometar pokazuje nulu jer struja prestaje da teče kroz šemu. Sada je šema balansirana i vrednost nepoznatog otpornika može se lako izmeriti. Čitanje R3 odlučuje smer toka struje.

Maxwellov most

Princip rada Maxwellovog induktivnog mosta je isti kao kod Wheatstoneovog mosta. Upravo su izvršene male modifikacije na Wheatstoneovom mostu. U ovom mostu, četiri grane čine nepoznatu induktivnost (L1), promenljiv kapacitor (C4), četiri otpornika i detektor umesto galvanometra, kao što je prikazano na slici. Koristi se za merenje vrednosti induktivnosti usporedbom nepoznate vrednosti sa standardnom promenljivom kapacitetom.

Osnovni princip mosta je da kompenzira pozitivnu faznu razliku nepoznatog impedansa negativnom fazom kapacitansa stavljanjem ga u suprotnu granu. Tako se potencijalna razlika preko detektora postavi na nulu i nema struje koja teče kroz njega. Kapacitor C4 i otpornik R4 su spojeni paralelno i njihove vrednosti se podešavaju tako da most bude balansiran.

Kelvinov most je još jedna modifikacija Wheatstoneovog mosta koja se koristi za merenje niskih otpora u opsegu od 1mΩ do 1kΩ sa velikom preciznošću. Za tačno merenje niskog otpora, visok napon i osjetljivi galvanometar su potrebni u Kelvinovom mostu. Prilikom merenja niskih otpora, otpor spajajućih žica igra važnu ulogu. Koristi se Wheatstoneov most koji ima dva dodatna otpornika, kao što je prikazano na slici. Otpornici R1 i R2 su spojeni sa drugim setom odnosa ramena i konstruisani su četvero-terminalni otpornici. Ovdje R je nepoznat, a S je standardni otpornik. Galvanometar je postavljen između c i d tako da se otpor spajajuće žice r može zanemariti i ne utiče na merenu vrednost. Pod uslovima ravnoteže, galvanometar pokazuje nulu i nema struje koja teče kroz šemu. Jednačina pod uslovima ravnoteže je:

Hayev most

Hayev most je još jedna varijanta Maxwellovog mosta. U Maxwellovoj šemi otpornik je spojen paralelno sa kapacitansom, dok u Hayevoj šemi otpornik je spojen serijski sa standardnim kapacitansom, kako je prikazano na slici. Veoma je koristan ako je faza ugla induktivnog impedansa vrlo velika, što se može prevazići uzimanjem niskog otpornika u seriji.

Andersonov most

Andersonov most je modifikovana verzija Maxwellovog induktivnog kapacitivnog mosta. Glavno se koristi za merenje samoindukcije u cijevi korišćenjem standardnog kapacitansa i otpornika. Glavna prednost ovog mosta je da ne zahteva često balansiranje mosta. Da bi se most balansirao stabilnom strujom, podešava se promenljivi otpor r, a AC izvor se zameni sa baterijom i slušalicama sa galvanometrom sa pokretnim cilindrom. Kada je most balansiran, potencijal na terminalu D je sličan potencijalu na E. Struja u odgovarajućim granama označena je sa I1, I2 i I3, kako je prikazano na slici.

Diodni most