Heaviside Bridge Circuit → Мостовата верига на Хевисайд

Преди да въведем този мост, нека научим повече за приложението на взаимната индуктивност в мостовите схеми. Сега в ума ни трябва да възникне въпрос, защо сме толкова заинтересовани от взаимната индуктивност. Отговорът е много прост - ще използваме тази взаимна индуктивност в мостовата схема на Хевисайд. Използваме стандартна взаимна индуктивност за определяне стойността на неизвестна взаимна индуктивност в различни схеми. Взаимната индуктивност се използва в различни схеми като основен компонент за определяне стойността на самоиндуктивност, капацитет и честота и др.
Но в много индустрии използването на взаимна индуктивност за определяне стойността на известна самоиндуктивност не се практикува, защото имаме различни други точни методи за определяне самоиндуктивността и капацитета, които могат да включват използването на стандартен капацитор, наличен по по-ниска цена. Въпреки това, може да има някои предимства от използването на взаимна индуктивност в някои случаи, но това поле е много обширно.

Много изследвания върху приложението на взаимна индуктивност в мостовите схеми продължават. За да разберем математическата част на моста на Хевисайд, трябва да изведем математическата връзка между самоиндуктивността и взаимната индуктивност в две спиралки, свързани в поредна комбинация. Тук сме заинтересовани да намерим израза за взаимната индуктивност в термини на самоиндуктивност.
Да разгледаме две спиралки, свързани в поредна комбинация, както е показано на фигурата по-долу.

Така, че магнитните полета са адитивни, резултантната индуктивност на тези две може да бъде изчислена като

Където, L1 е самоиндуктивността на първата спиралка,
L2 е самоиндуктивността на втората спиралка,
M е взаимната индуктивност на тези две спиралки.
Ако се обърнат връзките на която и да е една от спиралките, тогава имаме

При решаване на тези две уравнения получаваме

Така взаимната индуктивност на двата серийно свързани спирали е равна на една четвърт от разликата между измерената стойност на самоиндуктивността, когато се вземе посоката на полето в една и съща посока, и стойността на самоиндуктивността, когато се обърне посоката на полето.

За да се получи най-точния резултат, обаче, трябва да се имат двата серийни спирали на една и съща ос. Да разгледаме схемата на моста на Хевисайд за взаимна индуктивност, показана по-долу,

Основното приложение на този мост в индустрията е да се измери взаимната индуктивност в термини на самоиндуктивност. Схемата на този мост се състои от четири неиндуктивни резистора r1, r2, r3 и r4, свързани на ръце 1-2, 2-3, 3-4 и 4-1 съответно. В серията на тази мостова схема е свързана неизвестна взаимна индуктивност. Напрежение се прилага през терминалите 1 и 3. В точка на баланс електрическият ток, протичащ през 2-4, е нула, затова падането на напрежението през 2-3 е равно на падането на напрежението през 4-3. Така, като приравним падането на напрежението през 2-4 и 4-3, получаваме,

Освен това имаме,

и взаимната индуктивност е дадена от,

Да разгледаме някой специален случай,

В този случай взаимната индуктивност е намалена до

Сега да разгледаме схемата на Кембеловия мост на Хевисайд, показан по-долу:

Това е модифицираната мостова схема на Хевисайд. Този мост се използва за измерване на неизвестната стойност на самоиндуктивността в термини на взаимна индуктивност. Модификацията е поради добавянето на балансираща спиралка l и R в ръка 1 – 4, както и електрическо съпротивление r, включено в ръка 1-2. Към r2 и l2 е свързан комутатор за краткосвързване, за да имаме два набора от данни, един при краткосвързване на r2 и l2 и друг при открито свързване на r2 и l2.

Сега нека изведем израза за самоиндуктивността за този модифициран мост на Хевисайд. Нека допуснем, че стойността на M и r с отворен ключ са M1 и r1, M2 и r2 с затворен ключ.
За отворен ключ, при точка на баланс, имаме

и с затворен ключ можем да запишем

Така, финалният израз за самоиндуктивността е

Изявление: Уважавайте оригинала, добри статии заслужават споделяне, ако има нарушение на правата, се обърнете за изтриване.