جسر مكسل للسعة والقدرة الاستدامة: الرسم التوضيحي وتطبيقات

ما هو جسر مكسل

جسر الحث والسعة لـ مكسل (المعروف باسم جسر مكسل) هو نسخة معدلة من جسر ويستون يستخدم لقياس الحث الذاتي للدارة. يستخدم جسر مكسل طريقة الانحراف الصفرية (أو ما يعرف بـ "طريقة الجسر") لحساب الحث غير المعروف في الدارة. عندما تكون المكونات المحددة هي سعة متوازية وممانعة، يُعرف الجسر باسم جسر مكسل-فيين.

يعتمد مبدأ العمل على أن الزاوية الطورية الإيجابية للممانعة الحثية يمكن تعويضها بالزاوية الطورية السالبة للممانعة السعوية عند وضعها في الذراع المقابل وعندما تكون الدارة في حالة الرنين (أي لا يوجد فرق جهد عبر المكتشف وبالتالي لا توجد تيار يمر خلاله). ثم يصبح الحث غير المعروف معروفاً من حيث هذه السعة.

هناك نوعان من أجهزة جسر مكسل: جسر الحث لمكسل، وجسر الحث والسعة لمكسل. في جسر الحث لمكسل، يتم استخدام فقط الملفات وال مقاومات. في جسر الحث والسعة لمكسل، يتم إضافة سعة إلى الدارة.

بما أن كلا النوعين من جسر مكسل يقوم على جسر التيار المتردد، سنشرح أولاً مبدأ عمل جسر التيار المتردد قبل شرح جسر مكسل.

جسور التيار المتردد

يتكون جسر التيار المتردد من مصدر، ومكتشف توازن وأربعة أذرع. في جسور التيار المتردد، تحتوي جميع الأذرع الأربعة على ممانعة. يتم تشكيل جسور التيار المتردد عن طريق استبدال البطارية ذات التيار المستمر في جسر ويستون بمصدر تيار متردد ومكتشف.

إنها مفيدة جداً لاكتشاف الحث، السعة، عامل التخزين، عامل الاستهلاك وغيرها.

لنستخرج الآن التعبير العام للتوازن في جسر التيار المتردد. يظهر الشكل أدناه شبكة جسر التيار المتردد:

هنا Z1, Z2, Z3 و Z4 هي الأذرع للجسر.

وفي حالة التوازن، يجب أن يكون الفرق الكهربائي بين b و d صفرًا. من هذا، عندما يكون الفقد الكهربائي من a إلى d يساوي الفقد الكهربائي من a إلى b في القيمة والموجة.
وبالتالي، لدينا من الشكل e1 = e2

من المعادلات 1، 2 و 3 لدينا Z1.Z4 = Z2.Z3 وعند استبدال الممانعات بأدوات القبول، لدينا Y1.Y4 = Y2.Y3.

الآن دعنا ننظر في الشكل الأساسي لجسر التيار المتردد. افترض أن لدينا دائرة جسر كما هو موضح أدناه,
في هذه الدائرة R3 و R4 هما مقاومات كهربائية خالصة. عن طريق وضع قيمة Z1, Z2, Z3 و Z4 في المعادلة التي قمنا باشتقاقها أعلاه لجسر التيار المتردد.

الآن بتقديم الأجزاء الحقيقية والتخيلية، نحصل على:

الأمور الهامة التي يمكن استنتاجها من المعادلات أعلاه:

1. نحصل على معادلتين متوازنتين تم الحصول عليهما بتقديم الأجزاء الحقيقية والتخيلية وهذا يعني أنه بالنسبة لجسر التيار المتردد يجب أن تتحقق كلتا العلاقة (أي القيمة والموجة) في نفس الوقت. تعتبر كلا المعادلتين مستقلتين إذا وفقط إذا كانت كلتا المعادلتين تحتوي على عنصر متغير واحد. يمكن أن يكون هذا العنصر ملف أو مقاومة.

2. تعتبر المعادلات أعلاه مستقلة عن التردد مما يعني أنه لا نحتاج إلى التردد الدقيق لجهد المصدر ولا يحتاج جهد المصدر المطبق أن يكون موجة جيبية مثالية.

جسر مكسل

هناك نوعان رئيسيان من أجهزة جسر مكسل:

1. جسر الحث لمكسل

2. جسر الحث والسعة لمكسل

جسر الحث لمكسل

دعونا نناقش الآن جسر الحث لمكسل. يظهر الشكل مخطط دائرة جسر الحث لمكسل.

في هذا الجسر، الذراعان bc و cd هما مقاومات خالصة بينما تعتمد توازن الطور على الذراعين ab و ad.
هنا l1 = ملف غير معروف مقاومته r1.
l2 = ملف متغير مقاومته R2.
r