מכשיר השראה וואגנר

מכשיר הארקה Wagner: הגדרה, תפקוד והרכבה

הגדרה

מכשיר הארקה של Wagner מילא תפקיד חשוב בגשרים חשמליים על ידי הסרת השפעת הקיבולת של הקרקע. זהו למעשה מעגל מחלק מתח מיוחס שתוכנן כדי להפחית את השגיאות הנגרמות מקיבולות זרה, ובכך לשפר משמעותית את דיוק המדידה של הגשר.

במערכות גשר חשמלי, השגת מדידות מדויקות היא חשובה ביותר. עם זאת, בתדרים גבוהים, קיבולות זרה הופכת לבעיה משמעותית. קיבולות זרה יכולה להיווצר בין אלמנטים שונים של הגשר, בין האלמנטים הללו לאדמה, כמו גם בין זרועות שונות של הגשר. החיבורים הקפצייטיביים הלא מתוכננים הללו מציגים שגיאות בתהליך המדידה, ומשפריצים את אמינות התוצאות.

גישה נפוצה אחת לפתור בעיה זו היא להטמין את אלמנטי הגשר בתוך מגן. המגן הזה עוזר להכיל ולהפחית את השפעת השדות אלקטרומגנטיים החיצוניים שמתרבים לקיבולות זרה. שיטה נוספת יעילה מאוד היא שימוש במכשיר הארקה Wagner, שנמצא במקום אסטרטגי בין אלמנטי הגשר כדי להתנגד להשפעת קיבולות זרה.

הרכבה

דיאגרמת המעגל של מכשיר הארקה Wagner, כפי שמוצג בתמונה שלהלן, חושפת את מבנהו הייחודי. בהקשר לגשר חשמלי, תנו ל-Z1, Z2, Z3 ו-Z4 לייצג את זרועות המימד של הגשר עצמו. מכשיר הארקה Wagner כולל שני מימדי משתנים, המסומנים כ-Z5 ו-Z6. מאפיין מרכזי של המכשיר הוא שהנקודה המרכזית שלו מחוברת לאדמה, מה שמספק בסיס ייחוס לאדמה עבור פעולתו.

המימדים של זרועות המכשיר Wagner מתוכננים בקפידה להיות דומים במהות למימדי זרועות הגשר. כל זרוע של המכשיר Wagner מורכבת מקומבינציה של רכיבי התנגדות וקיבוליות. תצורה ספציפית זו מאפשרת למכשיר הארקה Wagner להשתלב עם מעגל הגשר באופן שמבטל בצורה יעילת את השפעת קיבולות זרה, ומאפשר לקבל מדידות מדויקות ואמינות יותר.

פעולת מכשיר הארקה Wagner בגשר חשמלי

המימדים Z5 ו-Z6 של Wagner ממוקמים אסטרטגית בתוך מעגל הגשר החשמלי כדי לתמוך באיזון אלמנטי הגשר. ספציפית, הם עובדים יחד כדי להבטיח שהזוגות Z1 - Z3 ו-Z2 - Z4 יגיעו לאיזון. בהגדרה זו, C1, C2, C3 ו-C4 מייצגים את הקיבולויות הזרות המובנות באלמנטי הגשר, בעוד D משמש כמendetctor של הגשר, שהוא חיוני לזהות כאשר הגשר מגיע למצב מאוזן.

כדי שהגשר יגיע למצב מאוזן, יש להתאים בזהירות את המימדים של זרועות Z1 ו-Z4. עם זאת, קיום קיבולות זרה לעתים קרובות מפריע ומונע מהגשר להגיע למצב מאוזן זה. פעולת המעגל מושפעת ממקומו של המתג S. כאשר S אינו מכוון למיקום 'e', הדוטקטור D מחובר בין הנקודות p ו-q. לעומת זאת, כאשר S מופעל למיקום 'e', הדוטקטור D מחובר בין נקודת הקצה b לאדמה.

כדי לבטל את השפעת קיבולות זרה ולהשיג איזון מדויק, המימדים של Z4 ו-Z5 מתואמים בשיטתית. תהליך התאמה זה מכוון על ידי מעקב אחר הפלט של הדוטקטור, בדרך כלל באמצעות פוניות. המפעיל מתחיל בחיבור הפוניות בין הנקודות b ו-d ומתקין את Z4 ו-Z5 כדי להקטין את הקול שנשמע דרך הפוניות. תהליך חוזר זה של חיבור מחדש של הפוניות בין b ו-d והתאמה מחדש של Z4 ו-Z5 מתבצע עד שמגיעים למצב שתלול, המעיד שהגשר הגיע למצב מאוזן.

ברגע שהגשר מאוזן בהצלחה, הנקודות b, d ו-e מקבלות אותו פוטנציאל חשמלי. בשלב זה, השפעות הרעות של קיבולות הזרה C1, C2, C3 ו-C4 מושמטות מהמעגל של הגשר. בנוסף, המימדים Z5 ו-Z6 של Wagner, לאחר שהשתתפו באיזון, מושמטים גם כן מהפעולה הפונקציונלית של המעגל, מה שמאפשר לקבל מדידות מדויקות ואמינות מאוד מהגשר.