Հայի կամուրջը. Սեփական ինդուկտիվության չափման մեթոդ

Ինչ է սեփական ինդուկտիվությունը?

Սեփական ինդուկտիվությունը կոյլի կամ շղթայի հատկությունն է, որը դիմադրում է հոսանքի փոփոխությանը, որը անցնում է դրա միջով։ Սա չափվում է հենրիներով (H) և կախված է витков քանակի, կոյլի մակերեսի և ձևի, ինչպես նաև միջոցի նյութի պարագայից։ Սեփական ինդուկտիվությունը առաջացնում է սեփական էլեկտրոմոտիվ ուժ (emf), որը դիմադրում է հոսանքի փոփոխությանը Լենցի օրենքի համաձայն։

Ինչ է կարգի գործակիցը?

Կարգի գործակիցը չափազանց պարամետր է, որը ցույց է տալիս, թե ինչքան լավ է կոյլը կամ շղթան ռեզոնանում տրված հաճախության դեպքում։ Այն նաև հայտնի է որպես Q գործակից կամ արժեքի գործակից։ Այն հաշվարկվում է կոյլի ռեակտանսի բաժանումով իր դիմադրության վրա ռեզոնանսի հաճախության դեպքում։ Բարձր Q գործակիցը նշանակում է ցածր էներգիայի կորուստներ և ավելի սեղմ ռեզոնանս։ Q գործակիցը նաև կարող է արտահայտվել պահպանված էներգիայի և կորուստված էներգիայի հարաբերությամբ ցիկլի դեպքում:

Hay’s bridge-ի կառուցվածքը

Hay’s bridge-ի սխեմայի դիագրամը ներկայացված է ներքևում.

Միջոցը կազմված է չորս վերադիրներով՝ AB, BC, CD և DA։ ԱB վերադիրը պարունակում է անհայտ ինդուկտոր L1-ը և դիմադրություն R1-ը շարունակությամբ։ CD վերադիրը պարունակում է C4 ստանդարտ կոնդենսատորը և դիմադրություն R4-ը շարունակությամբ։ BC և DA վերադիրները պարունակում են միայն դիմադրություններ R3 և R2 համապատասխանաբար։ Դետեկտորը կամ գալվանոմետրը կապված է B և D կետերի միջև, որպեսզի ցույց տա հավասարակշռման պայմանը։ Ալտերնատիվ աղբյուրը կապված է A և C կետերի միջև, որպեսզի միջոցին էլեկտրական հոսանք ներառվի։

Hay’s bridge-ի տեսությունը

Hay’s bridge-ի հավասարակշռման պայմանը հասնում է, երբ AB և CD վերադիրներում առաջացած լարումները հավասար և հակառակ են, իսկ BC և DA վերադիրներում առաջացած լարումները նույնպես հավասար և հակառակ են։ Սա նշանակում է, որ դետեկտորով հոսանք չի հոսում, և նրա սեղմումը զրոյական է։

Կիրխոֆի լարման օրենքի օգնությամբ մենք կարող ենք գրել հավասարակշռման պայմանը հետևյալ կերպ.

Z1Z4 = Z2Z3

որտեղ Z1, Z2, Z3 և Z4 են չորս վերադիրների իմպեդանսները։

Իմպեդանսների արժեքները փոխարինելով, ստանում ենք.

(R1 – jX1)(R4 + jX4) = R2R3

որտեղ X1 = 1/ωC1 և X4 = ωL4 են ինդուկտորի և կոնդենսատորի ռեակտանսները համապատասխանաբար։

Տարածելով և համարժեք դարձնելով իրական և կեղծ մասերը, ստանում ենք.

R1R4 – X1X4 = R2R3

R1X4 + R4X1 = 0

Լուծելով L1 և R1-ի համար, ստանում ենք.

L1 = R2R3C4/(1 + ω2R42C4^2)

R1 = ω2R2R3R4C42/(1 + ω2R42C4^2)

Կոյլի կարգի գործակիցը տրվում է հետևյալ կերպ.

Q = ωL1/R1 = 1/ωR4C4

Այս հավասարումները ցույց են տալիս, որ L1 և R1 կախված են աղբյուրի հաճախությունից ω-ից։ Այսպիսով, դրանց ճշգրիտ չափման համար մենք պետք է իմանանք ω-ի ճշգրիտ արժեքը։ Սակայն բարձր Q գործակցով կոյլերի համար կարող ենք ներառել 1/ω2R42C4^2 տերմինը հայտարարներում և պարզեցնել հավասարումները հետևյալ կերպ.

L1 ≈ R2R3C4

R1 ≈ ω2R2R3R4C42

Q ≈ 1/ωR4C4

Hay’s bridge-ի ֆազային դիագրամը