Maxwell Inductance Capacitance Bridge: Diagram & Applications Bridgeng Maxwell ng Induktansiya at Kapasidad: Diagrama & mga Application

Ano ang Maxwell Bridge

Ang Maxwell Inductance Capacitance Bridge (kilala bilang Maxwell Bridge) ay isang binagong bersyon ng Wheatstone bridge na ginagamit upang sukatin ang self-inductance ng isang circuit. Ginagamit ng Maxwell Bridge ang null deflection method (kilala rin bilang “bridge method”) upang kalkulahin ang hindi alam na inductance sa isang circuit. Kapag ang naka-calibrate na mga komponente ay parallel capacitor at resistor, tinatawag itong Maxwell-Wien bridge.

Ang prinsipyong ito ay batay sa positibong phase angle ng isang inductive impedance na maaaring mabayaran ng negatibong phase angle ng isang capacitive impedance kapag ilagay sa kabilang braso at ang circuit ay nasa resonance (i.e., walang potential difference sa pagitan ng detector at kaya wala ring current na tumatakbong dito). Ang hindi alam na inductance ay naging kilala sa pamamagitan ng capacitance na ito.

May dalawang uri ng Maxwell bridges: Maxwell’s inductor bridge, at Maxwell’s inductor capacitance bridge. Sa Maxwell’s inductor bridge, ginagamit lamang ang inductors at resistors. Sa Maxwell’s inductor capacitance bridge, isinasama pa ang capacitor sa circuit.

Dahil parehong uri ng Maxwell bridge ito ay batay sa AC bridge, ipapaliwanag muna namin ang prinsipyo ng paggana ng isang AC bridge bago ipaliwanag ang Maxwell bridge.

AC Bridges

Isang AC Bridge ay binubuo ng isang source, isang balance detector at apat na braso. Sa AC bridges, ang lahat ng apat na braso ay naglalaman ng impedansiya. Ang AC bridges ay nabubuo sa pamamagitan ng pagpalit ng DC battery ng AC source at galvanometer ng detector ng Wheatstone bridge.

Malaking tulong ito para makahanap ng inductance, capacitance, storage factor, dissipation factor, atbp.

Ngayon, hayaan nating deribahin ang pangkalahatang ekspresyon para sa balanse ng AC bridge. Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng isang AC bridge network:

Dito, Z1, Z2, Z3, at Z4 ang mga braso ng bridge.

Ngayon, sa kondisyong balanse, ang potential difference sa pagitan ng b at d ay dapat zero. Mula dito, kapag ang voltage drop mula a hanggang d ay katumbas ng drop mula a hanggang b sa magnitud at phase.
Kaya, mayroon tayo mula sa larawan e1 = e2

Mula sa ekwasyon 1, 2, at 3, mayroon tayong Z1.Z4 = Z2.Z3 at kapag ang impedansiya ay pinalitan ng admittance, mayroon tayong Y1.Y4 = Y2.Y3.

Ngayon, isaisip ang basic form ng isang AC bridge. Suposin natin na mayroon tayong bridge circuit tulad ng ipinapakita sa ibaba,
Sa circuit na ito, R3 at R4 ay puro electrical resistances. Paglagay ng halaga ng Z1, Z2, Z3, at Z4 sa ekwasyon na aming deribado para sa AC bridge.

Ngayon, pagpapareho ng real at imaginary parts, mayroon tayong:

Ang mga sumusunod ay ang mahalagang mga konklusyon na maaaring i-derive mula sa mga itong ekwasyon:

1. Mayroon tayong dalawang balanced equations na nakuhang sa pamamagitan ng pagpapareho ng real at imaginary parts, ibig sabihin nito na para sa isang ac bridge, parehong relasyon (i.e. magnitude at phase) ay dapat matugunan sa parehong oras. Parehong mga ekwasyon ay sinasabing independent kung at kung lamang ang parehong mga ekwasyon ay naglalaman ng isang variable element. Ang variable na ito ay maaaring inductor o resistor.

2. Ang mga itong ekwasyon ay independent sa frequency, ibig sabihin nito na hindi natin kailangan ng eksaktong frequency ng source voltage at ang inilapat na source voltage waveform ay hindi kinakailangan na perpektong sinusoidal.

Maxwell’s Bridge

May dalawang pangunahing uri ng Maxwell Bridges:

1. Maxwell’s inductor bridge

2. Maxwell’s inductor capacitance bridge

Maxwell’s Inductance Bridge

Hayaan nating pag-usapan ang Maxwell’s inductance bridge. Ang larawan ay nagpapakita ng circuit diagram ng Maxwell’s inductor bridge.

Sa bridge na ito, ang mga braso bc at cd ay purely resistive habang ang phase balance ay depende sa mga braso ab at ad.
Dito l1 = unknown inductor ng r