Bríogha Hay: Modh do Mheasú Indeacht Saincheaptha

Réimse: Bunús Eileacraíochta

China

Cad é Teoiric an Ciorcad Bhríde Hay

Is ciorcal AC bríde é an bríd Hay’s a úsáidtear chun an inductance féin a mheas ar coil le fachtóir cáilíochta ard (Q > 10). Is leagan athraithe de bhríd Maxwell é, atá oiriúnach do choileanna le fachtóir cáilíochta meánach (1 < Q < 10). Sa alt seo, pléifidh muid an tógáil, an teoiric, diagram phhasor , na buanna, agus na míbhuntáis den bhrid Hay.

Cad é Inductance Féin?

Is é an inductance féin an réamhghnéas coil nó ciorcail a dhéanann é a choinneáil i gcoinne athruithe ar an siúl atá ag siúl trí. Mearsaítear é i henries (H) agus tá sé bunaithe ar líon na dtuairisc, uaireas agus cruth an choirle, agus airgeadra an chuirnín. Cruthaíonn an inductance féin foréigean electromotive (emf) féin a choinneáil i gcoinne athruithe ar an siúl de réir dlí Lenz.

Cad é Fachtóir Cáilíochta?

Is paraiméadar gan dimensíon é an fachtóir cáilíochta a léiríonn conas a réiteoidh coil nó ciorcal go maith ag feidhmniú freisin. Tá sé aitheanta freisin mar fachtóir Q nó figure of merit. Ríomhtar é trí roinnt an reactance an choirle leis an resistance ag an bfeidhmniú réiteach. Fachtóir Q níos airde measann tuilleadh fuinnimhithe agus réiteach níos minice. Is féidir an fachtóir Q a léiriú freisin mar an ráta eolais stórála do fuinnimhithe scattha an tsúgáin.

Tógáil Bríde Hay's

Tá diagram sainiúil bríde Hay's léirithe thíos:

Consóidtear an bríd as ceithre lámh: AB, BC, CD, agus DA. Tá an coil neamhaithmhaire inductor L1 in series leis an resistor R1 sa lámh AB. Tá capacitor standard C4 in series leis an resistor R4 sa lámh CD. Tá na lámha BC agus DA a chur isteach resistors puirs R3 agus R2, comhfhreagrach. Tá detector nó galvanometer ceangailte idir na pointí B agus D chun an cóndaimh réiteach a léiriú. Tá foinsí AC ceangailte idir na pointí A agus C chun an bríd a thabhairt.

Teoiric Bríde Hay's

Baintear amach an cóndaimh réiteach bríde Hay nuair atá an voltage drops ar AB agus CD cothrom agus comhartha contrártha, agus an voltage drops ar BC agus DA cothrom agus comhartha contrártha. Seo is é sin nach siúlann aon siúl trí an detector, agus tá a díobhálú ag niall.

Ag úsáid dlí Kirchhoff's voltage, is féidir linn an cóndaimh réiteach a scríobh mar:

Z1Z4 = Z2Z3

áit Z1, Z2, Z3, agus Z4 na impedances na ceithre lámha.

Ag cur luachanna na ndimpedances, faighimid:

(R1 – jX1)(R4 + jX4) = R2R3

áit X1 = 1/ωC1 agus X4 = ωL4 na reactances den choil agus capacitor, comhfhreagrach.

Ag leathnú agus cothromú na pártaí reálta agus imeagináil, faighimid:

R1R4 – X1X4 = R2R3

R1X4 + R4X1 = 0

Ag réiteach don L1 agus R1, faighimid:

L1 = R2R3C4/(1 + ω2R42C4^2)

R1 = ω2R2R3R4C42/(1 + ω2R42C4^2)

Tá an fachtóir cáilíochta an choirle le rá:

Q = ωL1/R1 = 1/ωR4C4

Léiríonn na cothromóid seo go bhfuil L1 agus R1 bunaithe ar theocht an fhoinsí ω. Mar sin, chun iad a mheas go cruinn, ní mian linn an luach réiteach ω a aithint. Ach, do choirleanna le fachtóir Q ard, is féidir linn an téarma 1/ω2R42C4^2 sa dheimhneacha a neamhbhairiú agus na cothromóid a shimplíodh mar:

L1 ≈ R2R3C4

R1 ≈ ω2R2R3R4C42

Q ≈ 1/ωR4C4

Diagram Phhasor Bríde Hay's

Níl na siúl I1 agus I2 in fás mar gheall ar an capacitor C4 sa lámh CD. Tá an siúl I2 romhat I1 le hoillseán φ, mar a léirítear. Tá na voltage drops E1 agus E2 cothrom san mhéide agus fás mar gheall ar bhfuinneoga puirs R1 agus R2, comhfhreagrach. Tá na voltage drops E3, agus E4 cothrom san mhéide agus fás mar gheall ar bhfuinneoga puirs R3 agus R4, comhfhreagrach. Tá an voltage drop E5 ingearach le E4 mar gheall ar bhfuinneog capacitor C4. Tá an voltage drop E6 ingearach le E1 mar gheall ar bhfuinneog inductor L1. Léiríonn an diagram phhasor gur E6 + E5 = E3 + E4 = E.