Anderson′s Bridge | Anderson′s Bridge의 장점과 단점
Anderson’s Bridge
우리가 Maxwell bridge와 Hay’s bridge를 사용하여 회로의 품질 인자를 측정할 수 있는 이유에도 불구하고 Anderson’s bridge가 필요한 이유를 이해해봅시다. Maxwell bridge와 Hay’s bridge를 사용하는 주요 단점은 저품질 인자를 측정하기에 적합하지 않다는 것입니다.
그러나 Hay’s bridge와 Maxwell bridge는 각각 고품질과 중간 품질 인자를 정확하게 측정하는 데 적합합니다. 따라서 저품질 인자를 측정할 수 있는 다리를 필요로 하며, 이 다리는 수정된 Maxwell bridge이며 Anderson’s bridge로 알려져 있습니다.
사실, 이 다리는 수정된 Maxwell 인덕터 커패시턴스 다리입니다. 이 다리에서는 전기 저항 값을 변경하면서 두 배의 균형을 얻을 수 있습니다.
이 다리는 몇 마이크로헨리에서 여러 헨리까지의 인덕터를 측정하는 정확도로 잘 알려져 있습니다. 알려진 전기 저항 및 커패시턴스 값과 비교하여 자기 인덕터의 미지 값이 측정됩니다. 실제 Anderson’s bridge 회로도를 고려해봅시다 (아래 그림 참조).
이 회로에서, 미지의 인덕터는 a와 b 사이에 순수 저항 r1과 함께 연결됩니다.
bc, cd, da 부분은 순수 저항 r3, r4, r2으로 구성되어 있습니다. 표준 커패시터는 가변적인 전기 저항 r과 시리즈로 연결되며, 이 조합은 cd와 병렬로 연결됩니다.
전원은 b와 e 사이에 연결됩니다.
이제 l1과 r1에 대한 식을 도출해봅시다:
균형 상태에서 다음 관계식이 성립합니다:
이제 전압 강하를 동등하게 설정하면,
위 방정식에 ic 값을 대입하면
위 (7)번 방정식은 Maxwell 다리에서 얻은 것보다 더 복잡합니다. 위 방정식을 보면, 균형을 더 쉽게 얻기 위해 Anderson’s bridge에서 r1과 r을 번갈아가며 조정해야 함을 알 수 있습니다.
이제 실험적으로 미지의 인덕터 값을 어떻게 얻을 수 있는지 살펴보겠습니다. 먼저 신호 발생기의 주파수를 청각 범위로 설정합니다. 이제 r1과 r을 조정하여 헤드폰이 최소 소음을 내도록 합니다.
이 조정 후 r1과 r의 값을 멀티미터를 사용하여 측정합니다. 위에서 도출한 공식을 사용하여 미지의 인덕턴스 값을 찾아냅니다. 실험은 다른 표준 커패시터 값으로 반복할 수 있습니다.
Anderson’s Bridge의 Phasor Diagram
ab, bc, cd, ad 사이의 전압 강하를 e1, e2, e3, e4로 표시하겠습니다.
여기서 Anderson’s bridge의 phasor diagram에서, i1을 기준 축으로 취했습니다. 이제 ic는 ec, i4, i2는 보정되는 각도만큼 앞서 표시됩니다.
이제 모든 결과 전압 강하, 즉 e1, e2, e3, e4의 합은 e이며, 이는 phasor diagram에 표시됩니다. Anderson’s bridge의 phasor diagram에서 전압 강하 i1 (R1 + r1)와 i1.ω.l1 (i1에 수직으로 표시됨)의 합은 e1입니다. e2는 i2.r2로 주어지며, 이는 기준 축과 'A' 각도를 형성합니다.
마찬가지로, e4는 전압 강하 i4.r4로 얻을 수 있으며, 이는 기준 축과 'B' 각도를 형성합니다.
