Andersons brú | Fördæmum og svikafullir Andersons brú

Anderson’s Bridge

Skulum skoða af hverju þarf Anderson’s bridge þó við höfum Maxwell-brú og Hay's bridge til að mæla gæðafaktorinn í vélaverki. Aðal óvænir við notkun Hay's bridge og Maxwell-brúar er að þær eru óþægilegar til að mæla lágan gæðafaktor.

Hay's bridge og Maxwell-brú eru hins vegar viðeigandi til að mæla nákvæmlega háa og meðalgæðafaktora. Þannig er þarf brú sem getur mælt lágan gæðafaktor, og þessi brú er breytt Maxwell-brú og könnuð sem Anderson’s bridge.

Þessi brú er raunverulega breytt Maxwell-inductance capacitance bridge. Með þessari brú getur tvöfalda jafnvægi verið náð með því að fastsetja gildi capacitance og breyta einungis gildi electrical resistance.

Hún er vel kend fyrir nákvæmni sína í mælingu inductors frá nokkrum mikro Henry upp í mörg Henry. Óþekkt gildi self inductor er mælt með samanburði við þekkt gildi electrical resistance og capacitance. Skulum skoða raunverulega skemma Anderson’s bridge (sjá mynd hér fyrir neðan).

Í þessu skemmanu er óþekktur inductor tengdur á milli punkta a og b með elektrískri motstand r1 (sem er allskyns motstand).

Armar bc, cd og da innihalda motstönd r3, r4 og r2 sem eru allskyns motstönd. Staðlaður capacitor er tengdur í seríu við breytan elektrískan motstand r og þessi sameining er tengd parallel með cd.

Straumur er tengdur á milli b og e.
Nú skulum við leiðra út formúluna fyrir l1 og r1:

Á jafnvægispunktinum höfum við eftirtöldu samröðun sem gildir og þeir eru:

Nú jöfnum spennufall höfum við,

Með því að setja gildi ic í ofangreindar jöfnur, fáum við


Ofangreind jafna (7) er flóknari en það sem við fengum í Maxwell-brú. Með því að skoða ofangreindar jöfnur getum við auðveldlega sagt að til að fá auðveldara samræmi, ætti að gera víxlborðaða stillingu á r1 og r í Anderson’s bridge.

Nú skulum við skoða hvernig við getum fengið gildi óþekktra inductors reynslulega. Fyrst setjum við signal generator frekvens í hljóðsýn. Nú stilla r1 og r svo hliðvarpar gefa minnst hlið.

Mæla gildi r1 og r (eftir þessar stillingar) með multimeter. Nota formúluna sem við höfum leiðrað hér að ofan til að finna gildi óþekkts inductance. Rannsóknin má endurtaka með mismunandi gildum staðlaðs capacitor.

Phasor Diagram of Anderson’s Bridge

Skulum merkja voltage drops á ab, bc, cd, og ad sem e1, e2, e3 og e4 eins og sýnt er á myndinni hér að ofan.

Hér í phasor diagram of Anderson’s bridge, höfum við tekið i1 sem viðmiðunarás. Nú er ic hornrétt á i1 vegna þess að capacitive load er tengdur á ec, i4 og i2 eru leiddar með sumum horni eins og sýnt er á myndinni.

Nú summa allra niðurstöðu spennufalla, dvs. e1, e2, e3, og e4 er jöfn e, sem sýnt er í phasor diagram. Eftir sem sýnt er í phasor diagram of Anderson’s bridge er niðurstöða spennufalla i1 (R1 + r1) og i1.ω.l1 (sem sýnt er hornrétt á i1) er e1. e2 er gefið