Anderson-híd | Az Anderson-híd előnyeinek és hátrányainak felsorolása
Anderson-híd
Nézzük meg, miért van szükség Anderson-hídra, bár rendelkezünk a Maxwell-híddal és a Hay-híddal a kör minőségi tényezőjének mérésére. A Hay-híd és a Maxwell-híd használatának fő hátránya, hogy nem alkalmasak alacsony minőségi tényezők mérésére.
A Hay-híd és a Maxwell-híd azonban alkalmasak a magas és közepes minőségi tényezők pontos mérésére. Tehát szükség van egy olyan hídra, amely mérni tud alacsony minőségi tényezőket, és ez a híd a módosított Maxwell-híd, amit Anderson-hídnak nevezünk.
Valójában ez a híd a módosított Maxwell induktív kapacitív híd. Ebben a hídban dupla egyensúlyt lehet elérni a kapacitás értékének rögzítésével és az elektromos ellenállás értékének változtatásával.
Jól ismert a precizitása, amivel mérik az induktivitást néhány mikrohenrystől több henryig. Az ismeretlen önsaját induktivitás értékét a megfelelő elektromos ellenállás és kapacitás ismert értékének összehasonlításával mérjük. Nézzük meg az Anderson-híd áramkör diagramját (lásd az alábbi ábrát).
Ebben az áramkörben az ismeretlen induktor az a és b pontok között van csatlakoztatva elektromos ellenállással r1 (ami tiszta ellenállás).
A bc, cd és da ágokban az r3, r4 és r2 ellenállások vannak, amelyek tiszta ellenállások. Egy standard kapacitort sorba állítunk változó elektromos ellenállással r, és ezt a kombinációt párhuzamosan csatlakoztatjuk a cd-vel.
Egy ellátást csatlakoztatunk b és e között.
Most vezessük le a l1 és r1 kifejezést:
Az egyensúlyi pontnál a következő relációk érvényesülnek, és ezek:
Most egyenlővé tesszük a feszültségcsökkenéseket, és kapjuk:
Az ic érték behelyettesítésével a fenti egyenletekben, kapjuk:
A fenti (7) egyenlet bonyolultabb, mint a Maxwell-hídban. A fenti egyenletek megfigyelésével könnyedén megállapíthatjuk, hogy az egyensúlyi pont könnyebb elérése érdekében alternatív beállításokat kell tenni r1-en és r-en az Anderson-hídon.
Most nézzük meg, hogyan kaphatjuk meg az ismeretlen induktor értékét kísérletileg. Először állítsuk be a jelgenerátor frekvenciáját audió területre. Most állítsuk be r1-et és r-et úgy, hogy a telefon minimum hangot adjon.
Mérjük r1 és r (ezek után a beállítások után) segítségével egy multiméterrel. Használjuk a fent levezetett képletet, hogy megtudjuk az ismeretlen induktanciát. A kísérletet ismételhetjük a szabványos kapacitór különböző értékeivel.
Anderson-híd fázordiagramja
Jelöljük meg az ab, bc, cd és ad feletti feszültségcsökkenéseket e1, e2, e3 és e4 jelölésekkel, ahogy az a fenti ábrán látható.
Itt az Anderson-híd fázordiagramjában i1-et veszünk alapvonalnak. Most ic merőleges i1-re, mivel a kapacitív terhelés csatlakoztatva van ec-nél, i4 és i2 valamilyen szöggel előzetten, ahogy az a rajzon látható.
Most a teljes eredményül kapott feszültségcsökkenések, azaz e1, e2, e3, és e4 egyenlő e-vel, ami a fázordiagramon látható. Ahogy az az Anderson-híd fázordiagramjában látható, a feszültségcsökkenések eredménye i1 (R1 + r1) és i1.ω.l1 (ami merőleges i1-re) e1. e2 pedig i2.r2-vel adható meg, ami 'A' szöggel fordul elő a referencia tengelyhez képest.
