Мост на Максуел за индуктивност и капацитет: Диаграма и приложения

Electrical4u

Поле: Основни електротехника

China

Какво е мост на Максуел за индуктивност и капацитет

Какво е мост на Максуел

Мостът на Максуел за индуктивност и капацитет (известен като мост на Максуел) е модифицирана версия на мост на Уитстън, който се използва за измерване на самоиндуктивността на цепь. Мостът на Максуел използва метода на нулево отклонение (също известен като „метод на моста“) за изчисляване на неизвестна индуктивност в цепь. Когато калибрираните компоненти са паралелни кондензатор и резистор, мостът е известен като мост на Максуел-Вин.

Работния принцип е, че положителният фазов ъгъл на индуктивно импеданс може да бъде компенсиран от отрицателния фазов ъгъл на капацитивен импеданс, когато се постави в противоположната ръка и цепът е в резонанс (т.е. няма потенциална разлика през детектора и следователно няма ток, който да протича през него). Неизвестната индуктивност става известна в термините на този капацитет.

Мост на Максуел за индуктивност и капацитет

Има два типа мостове на Максуел: мост на Максуел за индуктори и мост на Максуел за индуктори и капацитет. В моста на Максуел за индуктори се използват само индуктори и резистори. В моста на Максуел за индуктори и капацитет, към цепа се добавя кондензатор.

Тъй като и двата типа мостове на Максуел са основани на AC мост, първо ще обясним работния принцип на AC мост, преди да обясним моста на Максуел.

AC мостове

AC мостът се състои от източник, балансиращ детектор и четири ръка. В AC мостовете всички четири ръце съдържат импеданс. AC мостовете се формират, замествайки DC батерия с AC източник и галванометъра с детектор на моста на Уитстън.

Те са много полезни за определяне на индуктивност, капацитет, фактор на запазване, фактор на дисипация и т.н.

Сега нека изведем общото изразяване за баланс на AC мост. Фигурата по-долу показва AC мостова мрежа:

Тук Z1, Z2, Z3 и Z4 са ръцете на моста.

При балансирани условия, потенциалната разлика между b и d трябва да бъде нула. От тук, когато падението на напрежението от a до d е равно на падението от a до b както по големина, така и по фаза. Така получаваме от фигурата e1 = e2

От уравнения 1, 2 и 3 получаваме Z1.Z4 = Z2.Z3 и когато импедансите се заместят с адмитанси, получаваме Y1.Y4 = Y2.Y3.

Сега да разгледаме основната форма на AC мост. Нека имаме мостова схема както е показано по-долу,
Мост на Максуел В тази схема R3 и R4 са чисти електрически съпротивления. Поставяйки стойностите на Z1, Z2, Z3 и Z4 в уравнението, което сме извършили горе за AC мост.

Сега приравнявайки реалните и имагинерните части, получаваме:

Следните са важните заключения, които могат да бъдат направени от горните уравнения:

Получаваме две уравновесени уравнения, които се получават, като приравняваме реалните и имагинерните части, това означава, че за AC мост и двете отношения (т.е. големина и фаза) трябва да бъдат удовлетворени едновременно. Двете уравнения се считат за независими, ако и само ако всяко уравнение съдържа един променлив елемент. Този променлив може да бъде индуктор или резистор.
Горните уравнения са независими от честотата, което означава, че не ни е нужна точната честота на източника на напрежението и приложението на източника на напрежението не трябва да е перфектно синусоидално.