Heaviside-siltaankytkentä

Ennen kuin esittelemme tämän sillan, katsotaan tarkemmin yhteisinduktorin käyttöä silta-kytkentissä. Nyt meidän pitäisi miettiä, miksi olemme niin kiinnostuneita yhteisinduktanssista. Vastaus on hyvin yksinkertainen: käytämme tätä yhteisinduktoria Heavisiden silta-kytkennässä. Käytämme standardiyhteisinduktoria tuntemattoman yhteisinduktorin arvon selvittämiseen eri kytkentissä. Yhteisinduktoria käytetään eri kytkentissä pääkomponenttina itsenduktiivisuuden, kapasitanssin ja taajuuden määrittämiseksi jne.
Moneissa teollisuudenaloilla ei käytetä yhteisinduktoria tunnettun itsenduktorin arvon selvittämiseen, koska meillä on monia muita tarkkoja menetelmiä itsenduktorin ja kapasitanssin määrittämiseksi, ja nämä muut menetelmät voivat sisältää standardikapasitorien käytön, jotka ovat saatavilla edullisesti. Kuitenkin yhteisinduktorin käytöllä voi olla joitakin etuja tietyissä tapauksissa, mutta tämä ala on hyvin laaja.

Monia tutkimuksia on meneillään yhteisinduktorin sovelluksista silta-kytkentissä. Jotta voisimme ymmärtää Heavisiden silta-kytkennän matemaattisen osan, meidän on johdettava matemaattinen suhde itsenduktorin ja yhteisinduktorin välille kahteen sarjakytkettyyn keiliin. Tässä olemme kiinnostuneita yhteisinduktorin ilmaisun löytämisestä itsenduktiivisuuden avulla.
Oletetaan, että meillä on kaksi sarjakytkettyä keilijärjestelmää, kuten alla olevassa kuvassa näkyy.

Tällaisessa järjestelmässä, jossa magneettikentät ovat additiivisia, näiden kahden keilin yhteinen induktori voidaan laskea seuraavasti:

Missä, L1 on ensimmäisen keilin itsenduktori,
L2 on toisen keilin itsenduktori,
M on näiden kahden keilin yhteisinduktori.
Jos yhden keilin yhteydet kääntävät, saamme

Kun ratkaistaan nämä kaksi yhtälöä, saamme

Näin ollen kahden sarjakytketyn keilin yhteisinduktori on neljäsosa erotuksen välillä mitatun itsenduktorin arvosta, kun kentän suunta on sama, ja itsenduktorin arvosta, kun kentän suunta on käänteinen.

Kuitenkin, tarkimman tuloksen saamiseksi tarvitaan, että kaksi sarjakytkettyä keilijärjestelmää ovat samalla akselilla. Oletetaan, että Heavisiden yhteisinduktorisilta-kytkennän piiri on seuraava:

Tämän siltan pääasiallinen sovellus teollisuudessa on mittailla yhteisinduktoria itsenduktiivisuuden avulla. Tämän siltan piiri koostuu neljästä ei-induktiivisesta vastusr1, r2, r3 ja r4 kytkettyinä kytkentäpaikoille 1-2, 2-3, 3-4 ja 4-1 vastaavasti. Siltapiirin sarjakytkennässä on kytketty tuntematon yhteisinduktori. Jännite on kytketty päätteisiin 1 ja 3. Tasapainopisteessä sähkövirta, joka kulkee 2-4:n välityksellä, on nolla, joten jännitepudotus 2-3:n välillä on yhtä suuri kuin 4-3:n välillä. Kun yhtäsuuruudesta 2-4:n ja 4-3:n välillä yhtälöitetään, saamme:

Lisäksi saamme:

ja yhteisinduktori on annettu seuraavasti:

Oletetaan, että on erityistapaus:

Tässä tapauksessa yhteisinduktori vähenee seuraavasti:

Nyt oletetaan, että Campbellin Heavisiden silta-kytkennän piiri on seuraava:

Tämä on muokattu Heavisiden silta-kytkennä. Tätä siltaa käytetään tuntemattoman itsenduktorin arvon mittaamiseen yhteisinduktanssin avulla. Muutos johtuu tasapainokeilin l ja R lisäämisestä kytkentäpaikalle 1-4 sekä sähköisen vastuksen r lisäämisestä kytkentäpaikalle 1-2. Lyhyyskytkentä on kytketty vastuksen r2 ja l2 yli, jotta saadaan kaksi mittausarvoa, yksi lyhyyskytkennällä r2 ja l2:n yli, ja toinen avoimen kytkennän kanssa r2 ja l2:n yli.

Nyt johdetaan itsenduktorin lauseke tälle muokatulle Heavisiden silta-kytkennälle. Oletetaan myös, että M:n ja r:n arvot kytkennällä avoimena ollessa ovat M1 ja r1, M2 ja r2 kytkennällä suljetuna.
Avoimella kytkennällä tasapainopisteessä saamme:

ja suljetulla kytkennällä voimme kirjoittaa:

Näin ollen lopullinen itsenduktorin lauseke on:

Lausunto: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jaettava, jos on loukkausta, ota yhteyttä poistamaan.