Heavisidebrugcircuit

Voordat we deze brug introduceren, laten we meer leren over de toepassingen van wederzijdse inductoren in brugcircuits. Nu moet er een vraag in ons opkomen: waarom zijn we zo geïnteresseerd in wederzijdse inductie, het antwoord op deze vraag is eenvoudig: we zullen deze wederzijdse inductor gebruiken in de Heaviside-brugcircuit. We gebruiken een standaard wederzijdse inductor om de waarde van onbekende wederzijdse inductoren in verschillende circuits te bepalen. Wederzijdse inductoren worden in verschillende circuits als hoofdcomponent gebruikt om de waarde van zelfinductie, capaciteit en frequentie, enz. te bepalen.
Maar in veel industrieën wordt de wederzijdse inductor niet gebruikt om de waarde van bekende zelfinductoren te bepalen, omdat er verschillende andere nauwkeurige methoden zijn voor het bepalen van zelfinductoren en capaciteiten, en deze andere methoden kunnen het gebruik van standaard condensatoren omvatten die tegen lagere prijzen verkrijgbaar zijn. Er kunnen echter wel enkele voordelen zijn van het gebruik van wederzijdse inductoren in sommige gevallen, maar dit veld is zeer uitgebreid.

Er worden veel onderzoeken gedaan naar de toepassing van wederzijdse inductoren in brugcircuits. Om het wiskundige aspect van de Heaviside-brug te begrijpen, moeten we de wiskundige relatie tussen zelfinductoren en wederzijdse inductoren in twee in serie verbonden spoelen afleiden. Hier zijn we geïnteresseerd in het vinden van de uitdrukking voor de wederzijdse inductor in termen van zelfinductie.
Laten we twee in serie verbonden spoelen beschouwen zoals getoond in de onderstaande figuur.

Zodanig dat de magnetische velden additief zijn, kan de resulterende inductie van deze twee worden berekend als

Waarbij, L1 de zelfinductor van de eerste spoel is,
L2 de zelfinductor van de tweede spoel is,
M de wederzijdse inductor van deze twee spoelen is.
Als de verbindingen van één van de spoelen worden omgedraaid, hebben we dan

Bij het oplossen van deze twee vergelijkingen hebben we

Dus de wederzijdse inductor van de twee in serie verbonden spoelen wordt gegeven door een kwart van het verschil tussen de gemeten waarde van de zelfinductor bij het nemen van de richting van het veld in dezelfde richting en de waarde van de zelfinductor bij het omdraaien van de richting van het veld.

Echter, men moet de twee seriespoelen op dezelfde as hebben om het meest accurate resultaat te krijgen. Laten we het circuit van de Heaviside-wederzijdse inductorbrug beschouwen, zoals hieronder gegeven:

De belangrijkste toepassing van deze brug in de industrie is het meten van de wederzijdse inductor in termen van zelfinductie. Het circuit van deze brug bestaat uit vier niet-inductieve weerstanden r1, r2, r3 en r4 verbonden op armen 1-2, 2-3, 3-4 en 4-1 respectievelijk. In serie van dit brugcircuit is een onbekende wederzijdse inductor verbonden. Een spanning wordt aangebracht over de terminals 1 en 3. Bij het balanspunt stroomt de elektrische stroom door 2-4 nul, dus het spanningsval over 2-3 is gelijk aan het spanningsval over 4-3. Dus door de spanningsvallen van 2-4 en 4-3 gelijk te stellen hebben we,

We hebben ook,

en de wederzijdse inductor wordt gegeven door,

Laten we een speciaal geval beschouwen,

In dit geval wordt de wederzijdse inductor teruggebracht tot

Laten we nu het circuit van Campbell’s Heaviside-brug beschouwen:

Dit is de gewijzigde Heaviside-brug. Deze brug wordt gebruikt om de onbekende waarde van de zelfinductor in termen van wederzijdse inductie te meten. De wijziging is het toevoegen van een balansspoel l, en R in arm 1 – 4 en ook elektrische weerstand r is opgenomen in arm 1-2. Een korte sluitingsschakelaar is aangesloten over r2 en l2 om twee sets metingen te hebben, één terwijl r2 en l2 kortgesloten zijn en de ander terwijl r2 en l2 open staan.

Laten we nu de uitdrukking voor de zelfinductor voor deze gewijzigde Heaviside-brug afleiden. Laten we ook aannemen dat de waarde van M en r met de schakelaar open M1 en r1, M2 en r2 met de schakelaar gesloten is.
Voor de open schakelaar, hebben we bij het balanspunt,

en met de gesloten schakelaar kunnen we schrijven

Dus hebben we de uiteindelijke uitdrukking voor de zelfinductor

Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moede gedeeld, indien er een inbreuk is contact opnemen voor verwijdering.