Maxwell Induktiem Kapasiteitsbrug: Skema & Toepassings

Wat is die Maxwell-brug

'n Maxwell Induktielasiteitbrug (bekend as 'n Maxwell-brug) is 'n aangepaste weergawe van 'n Wheatstone-brug wat gebruik word om die self-induktansie van 'n sirkel te meet. 'n Maxwell-brug gebruik die nulafwysmetode (ook bekend as die “brugmetode”) om 'n onbekende induktansie in 'n sirkel te bereken. Wanneer die gekalibreerde komponente 'n parallel kondensator en weerstand is, staan die brug bekend as 'n Maxwell-Wien brug.

Die werkprinsipe is dat die positiewe fasehoek van 'n induktiewe impedansie deur die negatiewe fasehoek van 'n kapasitiewe impedansie gelykgestel kan word wanneer dit in die teenoorstaande arm geplaas word en die sirkel in resoneringsmodus is (d.w.s. geen potensiaalverskil oor die detector en dus geen stroom wat deur dit vloei nie). Die onbekende induktansie word dan bekend in terme van hierdie kapasitansie.

Daar is twee tipes Maxwell-brûge: Maxwell se induktorbrug, en Maxwell se induktor-kapasiteitsbrug. In Maxwell se induktorbrug word slegs induktors en weerstande gebruik. In Maxwell se induktor-kapasiteitsbrug word 'n kondensator ook by die sirkel gevoeg.

Aangesien beide tipes Maxwell-brug op 'n AC-brug gebaseer is, sal ons eers die werkprinsipe van 'n AC-brug verduidelik voordat ons 'n Maxwell-brug verduidelik.

AC-brûge

'n AC-brug bestaan uit 'n bron, 'n balansdetector en vier arms. In AC-brûge bevat al vier arms 'n impedansie. Die AC-brûge word gevorm deur die DC batterij met 'n AC-bron en galvanometer met 'n detector van die Wheatstone-brug te vervang.

Hulle is baie nuttig om induktansie, kapasitansie, bergingsfaktor, dissipasiefaktor ens. te vind.

Laat ons nou die algemene uitdrukking vir 'n AC-brugbalans aflei. Die figuur hieronder wys 'n AC-brugnetwerk:

Hier is Z1, Z2, Z3 en Z4 die arms van die brug.

Tussen b en d moet die potensiaalverskil nul wees by die balanspunt. Van hieruit, wanneer die spanningsval van a na d gelyk is aan die val van a na b sowel in grootte as fase.
Dus, het ons van die figuur e1 = e2

Van vergelyking 1, 2 en 3 het ons Z1.Z4 = Z2.Z3 en wanneer impedansies vervang word deur admissie, het ons Y1.Y4 = Y2.Y3.

Nou beskou die basiese vorm van 'n AC-brug. Stel ons het 'n brugsirkel soos hieronder getoon,
In hierdie sirkel is R3 en R4 pure elektriese weerstande. Deur die waardes van Z1, Z2, Z3 en Z4 in die vergelyking wat ons bo-voor vir 'n AC-brug afgelei het, in te stel.

Deur nou die reële en denkbeeldige dele te gelykstel, kry ons:

Volgende is die belangrike gevolgtrekkings wat uit die bo-vereengelykings getrek kan word:

1. Ons kry twee balansvergelykings wat verkry word deur die reële en denkbeeldige dele te gelykstel. Dit beteken dat vir 'n AC-brug beide die verhouding (d.w.s. grootte en fase) gelyktydig bevredig moet word. Beide vergelykings word onafhanklik genoem as en slegs as hulle een enkele veranderlike element bevat. Hierdie veranderlike kan 'n induktor of weerstand wees.

2. Die bo-vereengelykings is onafhanklik van frekwensie. Dit beteken dat ons nie die presiese frekwensie van die brongspanning nodig het nie, en ook dat die toegepaste brongspanningsgolfvorm nie perfek sinusoidaal hoef te wees nie.

Maxwell-se Brug

Daar is twee hooftipes Maxwell-brûge:

1. Maxwell se induktorbrug

2. Maxwell se induktor-kapasiteitsbrug

Maxwell se Induktielasiteitbrug

Laat ons nou Maxwell se induktansiebrug bespreek. Die figuur wys die sirkeldiagram van Maxwell se induktorbrug.

In hierdie brug is die arms bc en cd puur weerstandig terwyl die fasebalans afhang van die arms ab en ad.
Hier l