Byggnad av växelströmskretsar och fungerande av växelströmskretsar

Bryggekrets är inget annat än en elektrisk krets konfiguration som används för att mäta okända värden av resistans, impedans, induktion och kapacitans. Många bryggor som Wheatstonebrygga, Maxwellbrygga, Kelvinbrygga och många fler är mycket användbara för att mäta kvantiteter med precision och fungerar på samma princip. Här är en kort beskrivning av funktionen för några av dessa bryggor:

Wheatstonebrygga

En Wheatstonebrygga är en elektrisk krets utvecklad av Charles Wheatstone, och den används för att bestämma värdet av en okänd elektrisk resistans i kretsen. Wheatstonebrygga är mycket kapabel att beräkna väldigt låga resistansvärden som andra instrument som multimeter inte beräknar korrekt.

Wheatstonebryggan är en diamantformad anordning av fyra resistorer. Den har två parallella ben, och varje ben har två resistorer i serie. Ett tredje ben är anslutet mellan de två parallella benen vid någon punkt inom benen, som ritat i figuren. Av de fyra resistornas värde kan ett fastställas genom att balansera de två benen. Av de fyra resistornas värden är R1 och R3 kända, värdet av R2 är justerbart, och värdet av Rx ska beräknas. Denna justering är sedan ansluten till elektrisk ström och en galvanometer mellan terminal D och terminal B. Nu justeras värdet av den justerbart resistoren tills förhållandet mellan de två grenarnas resistanser blir lika dvs. (R1/ R2) = (R3/Rx), och galvanometern visar noll eftersom strömmen slutar flyta genom kretsen. Nu är kretsen balanserad och värdet av den okända resistorn kan lätt mätas. Läsningen av R3 bestämmer riktningen för strömförloppet.

Maxwellsbrygga

Arbetsprincipen för Maxwells induktansbrygga är densamma som för Wheatstonebrygga. Bara små ändringar har gjorts i Wheatstonebrygga. I denna brygga består de fyra grenarna av okänd induktans (L1), en variabel kapacitet (C4), fyra resistorer och en detektor istället för en galvanometer som visas i figuren. Den används för att mäta värdet av induktans genom att jämföra det okända värdet med den standardiserade variabla kapacitansen.

Den grundläggande principen för bryggen är att kompensera den positiva fasvinkeln hos den okända impedansen med den negativa fasen av en kapacitet genom att placera den i motsatt gren. Genom att göra detta blir spänningskillnaden över detektorn noll och ingen ström flödar genom den. Kapaciteten C4 och resistorn R4 är anslutna parallellt och värdet av båda justeras så att bryggen blir balanserad.

Kelvinbrygga är en annan modifiering av Wheatstonebrygga som används för att mäta låga resistanser i området 1mΩ till 1kΩ med stor precision. För noggrann mätning av låg resistans krävs hög spänning och en känslig galvanometer i Kelvinbrygga. När man mäter låga resistanser spelar resistansen i anslutningslederna en viktig roll. Wheatstonebrygga används som har två ytterligare resistorer som visas i figuren. Resistorn R1 och R2 är anslutna till den andra uppsättningen förhållandearmar och konstruerade fyra terminalresistorer. Här är R okänd och S är den standardresistorn. En galvanometer är placerad mellan c och d så att resistansen i anslutningsleden r kan ignoreras och inte påverkar mätvärdet. Under balanserade villkor visar galvanometern noll och ingen ström flödar genom kretsen. Ekvationen vid balanserade villkor är:

Hays brygga

Hays brygga är en annan variation av Maxwellsbrygga. I Maxwellsbrygga är resistansen placerad parallellt med kapaciteten, medan i Hays brygga är resistorn ansluten i serie med den standardkapaciteten som visas i figuren. Det är mycket användbart om fasvinkeln för den induktiva impedansen är mycket stor, vilket kan överkommas genom att ta en låg resistans i serie.

Andersonsbrygga

Andersonsbrygga är en modifierad version av Maxwells induktor kapacitansbrygga. Den används främst för att mäta självinduktans i en spole genom att använda standardkapaciteter och resistorer. Det stora fördelen med denna brygga är att den inte kräver frekventa balanseringar av bryggan. För att balansera bryggen med en stabil ström justeras den variabla resistansen r och AC-källan ersätts av batteri och huvudtelefoner av moving coil galvanometer. När bryggen är balanserad är potentialen vid terminal D lika med potentialen vid E. Strömmen i respektive gren betecknas av I1, I2 och I3 som visas i figuren.

Diodbrygga

Det är