Heaviside 브리지 회로

이 브리지를 소개하기 전에 상호 유도체가 브리지 회로에서 어떻게 사용되는지 더 알아보겠습니다. 이제 우리 마음속에서 왜 상호 유도에 대해 그렇게 많은 관심을 가지고 있는지에 대한 질문이 생길 것입니다. 이 질문에 대한 답변은 매우 간단합니다. 우리는 이를 히비사이드 브리지 회로에서 사용할 것입니다. 우리는 표준 상호 유도체를 사용하여 다양한 회로에서 알려지지 않은 상호 유도체의 값을 찾습니다. 상호 유도체는 자기 유도, 용량 및 주파수 등의 값을 결정하는 데 주요 구성 요소로 사용됩니다.
그러나 많은 산업에서는 알려진 자기 유도체의 값을 찾기 위해 상호 유도체를 사용하는 것은 일반적이지 않습니다. 왜냐하면 우리는 자기 유도체와 용량을 찾는 데 있어 다양한 다른 정확한 방법들을 가지고 있기 때문입니다. 이러한 다른 방법에는 저렴한 가격으로 이용 가능한 표준 콘덴서를 사용하는 것이 포함될 수 있습니다. 그러나 일부 경우에는 상호 유도체의 사용이 장점이 있을 수 있지만, 이 분야는 매우 넓습니다.

상호 유도체가 브리지 회로에서의 응용에 대한 많은 연구가 진행되고 있습니다. 히비사이드 브리지의 수학적 부분을 이해하려면 두 개의 직렬 연결된 코일 사이의 자기 유도와 상호 유도 사이의 수학적 관계를 도출해야 합니다. 여기서 우리는 자기 유도에 대한 상호 유도체의 표현을 찾고자 합니다.
아래 그림과 같이 직렬로 연결된 두 개의 코일을 고려해 보겠습니다.

이렇게 하면 자기장이 가산되므로, 이 두 코일의 결과적인 유도체는 다음과 같이 계산할 수 있습니다

여기서, L1는 첫 번째 코일의 자기 유도체,
L2는 두 번째 코일의 자기 유도체,
M은 이 두 코일의 상호 유도체입니다.
이제 만약 어느 하나의 코일의 연결이 역전되면 다음과 같습니다

이 두 방정식을 풀면 다음과 같습니다

따라서 직렬로 연결된 두 코일의 상호 유도체는 자기장의 방향이 동일할 때와 반대일 때 측정된 자기 유도체 값의 차이의 1/4로 주어집니다.

그러나 가장 정확한 결과를 얻기 위해서는 두 개의 직렬 코일이 같은 축 위에 있어야 합니다. 아래에 제시된 히비사이드 상호 유도체 브리지 회로를 고려해 보겠습니다,

이 브리지의 주요 산업 응용 분야는 자기 유도체를 자기 유도로 변환하여 상호 유도체를 측정하는 것입니다. 이 브리지의 회로는 1-2, 2-3, 3-4, 4-1 각각의 팔에 r1, r2, r3 및 r4라는 네 개의 비유도 저항으로 구성되어 있습니다. 이 브리지 회로의 직렬 연결부에 알려지지 않은 상호 유도체가 연결되어 있습니다. 1과 3 단자 사이에 전압이 인가됩니다. 균형 상태에서 2-4를 통해 흐르는 전류는 0이므로 2-3 사이의 전압 강하와 4-3 사이의 전압 강하는 같습니다. 따라서 2-4와 4-3의 전압 강하를 같게 하여 다음과 같이 구할 수 있습니다

또한 다음과 같습니다

상호 유도체는 다음과 같이 주어집니다

몇 가지 특수한 경우를 고려해 보겠습니다

이 경우 상호 유도체는 다음과 같이 줄어듭니다

이제 아래에 제시된 캠벨의 히비사이드 브리지 회로를 고려해 보겠습니다:

이는 수정된 히비사이드 브리지입니다. 이 브리지는 상호 유도를 기준으로 알려지지 않은 자기 유도체의 값을 측정하는 데 사용됩니다. 수정은 1-4 팔에 균형 코일 l과 R을 추가하고, 또한 1-2 팔에 전기 저항 r을 포함함으로써 이루어집니다. r2와 l2를 단락시키기 위한 스위치가 r2와 l2를 단락시키는 동안 한 세트의 측정값과 열린 회로에서 다른 세트의 측정값을 얻기 위해 연결되어 있습니다.

이제 이 수정된 히비사이드 브리지의 자기 유도체에 대한 식을 도출해 보겠습니다. 또한 스위치가 열렸을 때 M과 r의 값이 M1과 r1, 그리고 스위치가 닫혔을 때 M2와 r2라고 가정하겠습니다.
스위치가 열렸을 때 균형 상태에서 다음과 같습니다

스위치가 닫혔을 때는 다음과 같이 쓸 수 있습니다

따라서 최종 자기 유도체에 대한 식은 다음과 같습니다

Statement: 원문을 존중하며, 좋은 기사들은 공유할 가치가 있습니다. 침해가 있다면 삭제를 요청하세요.