Hay’s Bridge: A Method for Measuring Self-Inductance Хейнинг көпироги: Өз-индуктивниларни олчовчи усул
Avtoinduktivlik nima?
Avtoinduktivlik bu spirda yoki shemada o'tkazilayotgan oqimning o'zgarishiga qarama-qarshi bo'lgan xususiyatdir. U henry (H) bilan o'lchanadi va spirdagi navbatlar soniga, spirning maydoni va shakli, tezishtiruvchi materialning permeabilitatisiga bog'liq. Avtoinduktivlik Lenz qonuni asosida oqimning o'zgarishiga qarama-qarshi elektrodinamik potentsial (emf) yaratadi.
O'lchovli faktor nima?
O'lchovli faktor bu spirda yoki shemada berilgan chastotalarda rezonans qilishni ko'rsatadigan o'lchovsiz parametrdir. U Q faktor yoki mukofot deyilishi ham mumkin. U rezonans chastotasida spirdagi reaktivlikni uning qarshilikka bo'lgan nisbatini hisoblash orqali aniqlanadi. Yuqori Q faktor energiya yo'qotishining pastligini va tez rezonansni ko'rsatadi. Q faktor bir siklda saqlangan energiya va sarflashgan energiya nisbatiga ham ifoda qilinishi mumkin.
Hay’s bridge qurilishi
Hay’s bridge shematik diagrammasi quyidagicha:
Ko'priq to'rt qolakdan iborat: AB, BC, CD va DA. AB qolagi belgilanmagan induktor L1 va rezistor R1 bilan seriyaning. CD qolagi standart kondensator C4 va rezistor R4 bilan seriyaning. BC va DA qolaklari mos ravishda faqatgina rezistorlar R3 va R2 bilan ta'minlangan. B va D nuqtalar orasiga detektor yoki galvanometr ulangan, shuning orqali balans holati ko'rsatiladi. AC manba A va C nuqtalar orasiga ulangan, shu orqali ko'priqga energiya ta'minlaydi.
Hay's Bridge teoriyasi
Hay's Bridge ning balans holati AB va CD orasidagi elektr chiziqlarining o'zaro teng va qarama-qarshi bo'lganda, va BC va DA orasidagi elektr chiziqlarining ham o'zaro teng va qarama-qarshi bo'lganda erkin paydo bo'ladi. Bu, detektorda hech qanday arus o'tmaydigan va uning defleksiya nol bo'ladiganini anglatadi.
Kirchhoffning elektr chiziq qonuni orqali, biz balans shartini quyidagicha yozishimiz mumkin:
Z1Z4 = Z2Z3
bu yerda Z1, Z2, Z3 va Z4 to'rtta qolakning impedanslari.
Impedans qiymatlarni qo'yib, biz quyidagilarni olamiz:
(R1 – jX1)(R4 + jX4) = R2R3
bu yerda X1 = 1/ωC1 va X4 = ωL4 mos ravishda induktor va kondensatorning reaktivliklari.
Haqiqiy va hayalgi qismlarni kengaytirib, biz quyidagilarni olamiz:
R1R4 – X1X4 = R2R3
R1X4 + R4X1 = 0
L1 va R1 uchun yechimni topamiz:
L1 = R2R3C4/(1 + ω2R42C4^2)
R1 = ω2R2R3R4C42/(1 + ω2R42C4^2)
Katilning sifat faktori quyidagicha beriladi:
Q = ωL1/R1 = 1/ωR4C4
Bu tenglamalar L1 va R1 ning manbaniq frekvensiyasiga (ω) bog'liq ekanligini ko'rsatadi. Shuning uchun, ularni to'g'ri o'lchash uchun, ω ning to'g'ri qiymatini bilishimiz kerak. Amma, yuqori Q faktorli katillar uchun, surradagi 1/ω2R42C4^2 qismi e'tiborga olinmaydi va tenglamalar quyidagicha soddalashtiriladi:
L1 ≈ R2R3C4
R1 ≈ ω2R2R3R4C42
Q ≈ 1/ωR4C4
Hay’s Bridge fazor diagrammasi
I1 va I2 aruslari CD qismida C4 kondensatorining mavjudligi sababli fazadan bir xil emas. I2, I1 dan φ burchakda oldin boradi, keltirilganidek. E1 va E2 elektr tushunchalari R1 va R2 mos ravishda toza omirlardan o'tganda ularning hajmi va fazasi bir xil. E3 va E4 elektr tushunchalari R3 va R4 mos ravishda toza omirlardan o'tganda ularning hajmi va fazasi ham bir xil. E5 elektr tushunchasi C4 kondensatoridan o'tganda E4 ga perpendikulyar. E6 elektr tushunchasi L1 induktoridan o'tganda E1 ga perpendikulyar. Fazor diagrammasi E6 + E5 = E3 + E4 = E ni ko'rsatadi.
Hay’s Bridge afzalliklari
Hay’s bridge quyidagi induktivlik va qo'shimcha omoniylikni hisoblash uchun sodda ifodalarni taqdim etadi.
Hay’s bridge Maxwell’s bridgega nisbatan R4 ning qiymatini kamroq qilish talab qiladi. Bu, tashqi kapasitans va suyuqlik omoniylikiga sabab bo'lgan xato orindini kamaytiradi.
Hay’s bridge C4 ni o'zgartirib, keng diapazonlarda Q faktorini o'lchash imkoniyatini beradi.
Hay’s Bridge ning kamchiliklari
Hay’s bridge past Q faktorli spirlar (Q < 10) uchun mos emas. Bu turdagi spirlar uchun Maxwell’s bridge yoki boshqa bridgelar tanlanadi.
Hay’s bridge aniq va barqaror standart kapasitator talab qiladi.
Hay’s bridge L1 va R1 ni aniq o'lchash uchun chastota hisoblagich talab qiladi.
Hay’s Bridge ning qo'llanmalar
Hay’s bridge quyidagi maqsadlar uchun ishlatilishi mumkin:
Laboratoriyalarda yoki sanoatlarda yuqori Q faktorli spirlarning self-induktivligini o'lchash.
Boshqa bridgelar yoki self-induktivlik yoki Q faktorini o'lchaydigan qurilmalarini kalibrlash.
Frekvensning o'z-o'ziga induktivlik yoki Q faktoriga ta'sirini o'rganish.
Yukta Q faktori bo'lgan spirlar ishlatiladigan filtrlar yoki osillatorlarni ishlab chiqarish.
Xulosa
Hay’s bridge yukta sifat faktorlariga ega bo'lgan spirlarning o'z-o'ziga induktivligi va qarshiligi o'lchanish uchun foydali usul hisoblanadi. Bu Maxwell’s bridge modifikatsiyasi bo'lib, bir qo'shimcha qismida kondensator va omeganing seriyasidan foydalanadi.
Hay’s bridge balans shartlari qarama-qarshi qo'shimchalarda voltaj tushishi teng va qarama-qarshi bo'lganda belgilanadi. Noma'lum induktivlik va omegani manbaning frekvensi asosida oddiy tenglamalardan hisoblanadi. Hay’s bridge boshqa mostlardan nisbatan ba'zi afzalliklar va kamchiliklarga ega bo'lib, elektr texnikasidagi turli sohalarda ishlatilishi mumkin.
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
