สะพานแอนเดอร์สัน | ข้อดีและข้อเสียของสะพานแอนเดอร์สัน

สะพานแอนเดอร์สัน

ขอให้เราเข้าใจว่าทำไมจึงต้องมี สะพานแอนเดอร์สัน แม้ว่าเราจะมีสะพานแม็กซ์เวลและสะพานเฮย์เพื่อวัดคุณภาพของวงจร ข้อเสียหลักของการใช้สะพานเฮย์และสะพานแม็กซ์เวลคือไม่เหมาะสมสำหรับการวัดคุณภาพต่ำ

อย่างไรก็ตาม สะพานเฮย์และสะพานแม็กซ์เวลนั้นเหมาะสมสำหรับการวัดคุณภาพสูงและกลางตามลำดับ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีสะพานที่สามารถวัดคุณภาพต่ำได้ และสะพานนี้คือสะพานแม็กซ์เวลที่ปรับปรุงแล้วและเรียกว่า สะพานแอนเดอร์สัน

ที่จริงแล้วสะพานนี้คือสะพานแม็กซ์เวลที่ปรับปรุงจากสะพานความจุอินดักแทนซ์ ในสะพานนี้สามารถได้รับสมดุลสองชั้นโดยการกำหนดค่าความจุและเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานไฟฟ้าเท่านั้น

สะพานนี้เป็นที่รู้จักในความแม่นยำในการวัดอินดักเตอร์จากไมโครเฮนรี่ไม่กี่หน่วยไปจนถึงเฮนรี่หลาย ๆ หน่วย ค่าที่ไม่ทราบของอินดักเตอร์จะวัดโดยวิธีการเปรียบเทียบกับค่าที่ทราบของความต้านทานไฟฟ้าและความจุ ขอให้เราพิจารณาแผนภาพวงจรจริงของ สะพานแอนเดอร์สัน (ดูรูปด้านล่าง)

ในวงจรนี้ อินดักเตอร์ที่ไม่ทราบค่าถูกเชื่อมต่อระหว่างจุด a และ b พร้อมกับความต้านทานไฟฟ้า r₁ (ซึ่งเป็นความต้านทานบริสุทธิ์)

แขน bc, cd และ da ประกอบด้วยความต้านทาน r₃, r₄ และ r₂ ตามลำดับ ซึ่งเป็นความต้านทานบริสุทธิ์ คาปาซิเตอร์มาตรฐานถูกเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับความต้านทานไฟฟ้าแบบปรับได้ r และการผสมผสานนี้ถูกเชื่อมต่อแบบขนานกับ cd.

แหล่งจ่ายไฟถูกเชื่อมต่อระหว่าง b และ e.
ตอนนี้ขอให้เราสร้างสมการสำหรับ l₁ และ r₁:

ที่จุดสมดุล เราจะมีความสัมพันธ์ต่อไปนี้:

ตอนนี้เทียบแรงดันตกคร่อมเราได้

ใส่ค่า i_c ในสมการดังกล่าว เราได้


สมการ (7) ที่ได้นั้นซับซ้อนกว่าที่เราได้จากสะพานแม็กซ์เวล ด้วยการสังเกตสมการเหล่านี้ เราสามารถพูดได้ง่ายๆ ว่า เพื่อให้ได้สมดุลที่ง่ายขึ้น ควรปรับ r₁ และ r ทางเลือกในสะพานแอนเดอร์สัน

ตอนนี้ขอให้เราดูว่าเราสามารถหาค่าอินดักเตอร์ที่ไม่ทราบได้อย่างไรจากการทดลอง ที่แรกตั้งความถี่ของเครื่องกำเนิดสัญญาณที่ช่วงที่ได้ยิน ตอนนี้ปรับ r₁ และ r ให้โทรศัพท์ให้เสียงน้อยที่สุด

วัดค่าของ r₁ และ r (ที่ได้หลังจากการปรับ) ด้วยมัลติมิเตอร์ ใช้สูตรที่เราได้สร้างขึ้นข้างต้นเพื่อหาค่าอินดักแตนซ์ที่ไม่ทราบ ทดลองทำซ้ำด้วยค่าของคาปาซิเตอร์มาตรฐานที่แตกต่างกัน

แผนภาพเฟสเซอร์ของสะพานแอนเดอร์สัน

ขอให้เราตั้งชื่อแรงดันตกคร่อม ab, bc, cd, และ ad เป็น e₁, e₂, e₃ และ e₄ ตามที่แสดงในแผนภาพด้านบน

ที่นี่ในแผนภาพเฟสเซอร์ของสะพานแอนเดอร์สัน เราได้ใช้ i₁ เป็นแกนอ้างอิง ตอนนี้ i_c ตั้งฉากกับ i₁ เนื่องจากโหลดความจุถูกเชื่อมต่อที่ ec, i₄ และ i₂ นำหน้าด้วยมุมบางมุมตามที่แสดงในแผนภาพ

ตอนนี้ผลรวมของแรงดันตกคร่อมทั้งหมด คือ e₁, e₂, e₃, และ e₄ เท่ากับ e ซึ่งแสดงในแผนภาพเฟสเซอร์ ตามที่แสดงในแผนภาพเฟสเซอร์ของสะพานแอนเดอร์สัน แรงดันตกคร่อมรวมของ i₁ (R₁ + r₁) และ i₁.ω.l₁ (ซึ่งตั้งฉากกับ i₁) คือ e₁ e₂ ได้จากรายการ i₂.r₂ ซึ่งทำมุม 'A' กับแกนอ้างอิง

เช่นเดียวกัน e₄ สามารถได้จากการลดแรงดัน i₄.r₄ ซึ่งทำมุม 'B' กับแกนอ้างอิง

ข้อดีของสะพานแอนเดอร์สัน

1. การได้รับจุดสมดุลในสะพานแอนเดอร์สันง่ายกว่าสะพานแม็กซ์เวลในกรณีของคอยล์คุณภาพต่ำ

2. ไม่จำเป็นต้องใช้คาปาซิเตอร์มาตรฐานที่ปรับได้ แต่ใช้คาปาซิเตอร์ที่มีค่าคงที่แทน

3. สะพานนี้ยังให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำในการกำหนดค่าความจุในรูปของอินดักแตนซ์

ข้อเสียของสะพานแอนเดอร์สัน

1. สมการที่ได้สำหรับอินดักเตอร์ในสะพานนี้ซับซ้อนกว่าสะพานแม็กซ์เวล

2. การเพิ่มจุดเชื่อมต่อคาปาซิเตอร์ทำให้ซับซ้อนและยากต่อการทำชิลด์สะพาน

เมื่อพิจารณาข้อดีและข้อเสียทั้งหมด สะพานแม็กซ์เวลถูกเลือกมากกว่า สะพานแอนเดอร์สัน เมื่อการใช้คาปาซิเตอร์ที่ปรับได้เป็นไปได้

คำแถลง: ให้ความเคารพต่อต้นฉบับ บทความที่ดีควรแบ่งปัน หากมีการละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อเพื่อลบ