Maxwell ਇੰਡੱਕਟੈਂਸ ਕੈਪੈਸਿਟੈਂਸ ਬ੍ਰਿਜ: ਚਿਤਰ ਅਤੇ ਉਪਯੋਗ

مکسول برج

مکسول انڈکٹنس کیپیسٹنس برج (مکسول برج کے نام سے جانا جاتا ہے) ویٹسٹون برج کا معدّل شدہ نسخہ ہے، جو کسی سرکٹ کی خود انڈکٹنس کو ناپنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ مکسول برج نال ڈفلیکشن طریقہ (جسے "برج طریقہ" بھی کہا جاتا ہے) کا استعمال کرتا ہے تاکہ کسی سرکٹ میں نامعلوم انڈکٹنس کا حساب لگایا جا سکے۔ جب کیلیبریٹڈ کمپوننٹز متوازی کیپیسٹر اور ریزسٹر ہوں تو، برج کو مکسول-وین برج کہا جاتا ہے۔

کارکردگی کا بنیادی اصول یہ ہے کہ انڈکٹو میں پوزیٹو فیز زاویہ کو کیپیسٹو میں منفی فیز زاویہ دیکھا جا سکتا ہے جب دونوں آرم میں رکھے جائیں اور سرکٹ میں ریزوننس ہو (یعنی ڈیٹیکٹر پر کوئی پوٹنشل فرق نہ ہو اور اس کے ذریعے کوئی کرنٹ نہ بہے)۔ پھر نامعلوم انڈکٹنس کو اس کیپیسٹنس کے اعتبار سے جانا جا سکتا ہے۔

مکسول برج کی دو قسمیں ہیں: مکسول کا انڈکٹر برج، اور مکسول کا انڈکٹنس کیپیسٹنس برج۔ مکسول کے انڈکٹر برج میں صرف انڈکٹرز اور ریزسٹرز استعمال ہوتے ہیں۔ مکسول کے انڈکٹنس کیپیسٹنس برج میں سرکٹ میں کیپیسٹر بھی شامل ہوتا ہے۔

چونکہ یہ دونوں مکسول برج AC برج پر مبنی ہیں، اس لئے ہم ایک مکسول برج کی وضاحت کرنے سے پہلے AC برج کے کارکردگی کا اصول بیان کرتے ہیں۔

AC برجز

AC برج میں ایک سرچ، ایک بالنس ڈیٹیکٹر اور چار آرم ہوتے ہیں۔ AC برجز میں تمام چار آرم میں ایک امپیڈنس ہوتا ہے۔ AC برجز DC بیٹری کو AC سرچ سے بدل کر اور ولٹسٹون برج کے گلاونومیٹر کو ڈیٹیکٹر سے بدل کر بنائے جاتے ہیں۔

انہیں انڈکٹنس، کیپیسٹنس، سٹوریج فیکٹر، ڈسپیشن فیکٹر وغیرہ کو نکالنے کے لئے بہت مفید سمجھا جاتا ہے۔

اب ہم ایک AC برج بالنس کے عام اظہار کو استخراج کرتے ہیں۔ نیچے دی گئی تصویر میں ایک AC برج نیٹ ورک دکھایا گیا ہے:

یہاں Z1, Z2, Z3 اور Z4 برج کے آرم ہیں۔

بالنس کی حالت میں، b اور d کے درمیان پوٹنشل فرق صفر ہونا چاہئے۔ اس سے، جب a سے d تک کا ولٹیج ڈراپ a سے b تک کے ولٹیج ڈراپ کے مساوی ہو گا، تو مقدار اور فیز دونوں میں۔ اس طرح، ہم تصویر سے e1 = e2
پر مشتمل ہیں۔

معادلات 1، 2 اور 3 سے ہم Z1.Z4 = Z2.Z3 کو حاصل کرتے ہیں اور جب امپیڈنس کو ایڈمٹنس سے بدل دیا جاتا ہے، ہم Y1.Y4 = Y2.Y3 کو حاصل کرتے ہیں۔

اب ایک بنیادی شکل کا AC برج دریافت کرتے ہیں۔ مان لیں کہ ہمارے پاس نیچے دی گئی تصویر کی طرح برج کا سرکٹ ہے،
اس سرکٹ میں R3 اور R4 خالص الیکٹریکل ریزسٹنس ہیں۔ Z1, Z2, Z3 اور Z4 کی قیمت رکھتے ہوئے ہم نے اوپر AC برج کے لئے استخلص کیا گیا معادلہ استعمال کیا ہے۔

اب حقیقی اور تخیلی حصوں کو مساوی کرتے ہوئے، ہم کو حاصل کرتے ہیں:

نیچے دی گئی معادلات سے یہ اہم نتیجے نکالے جا سکتے ہیں:

1. ہم دو بالنس معادلات حاصل کرتے ہیں جو حقیقی اور تخیلی حصوں کو مساوی کرتے ہوئے حاصل کیے جاتے ہیں، یہ یہاں سے ظاہر ہوتا ہے کہ ایک AC برج کے لئے دونوں تعلقات (یعنی مقدار اور فیز) ایک ہی وقت پر مستحکم ہونا ضروری ہے۔ دونوں معادلات کو ایک ہی متغیر عنصر کے تحت مستقل کہا جا سکتا ہے۔ یہ متغیر انڈکٹر یا ریزسٹر ہو سکتا ہے۔

2. نیچے دی گئی معادلات فریکوئنسی سے مستقل ہیں، یہاں سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ہمیں سرچ ولٹیج کی صحیح فریکوئنسی کی ضرورت نہیں ہوتی اور اطلاقی سرچ ولٹیج کا ویو فارم مکمل طور پر سائنوسوئڈل ہونا ضروری نہیں ہے۔

مکسول کا برج

مکسول برجز کی دو اہم قسمیں ہیں:

1. مکسول کا انڈکٹر برج

2. مکسول کا انڈکٹنس کیپیسٹنس برج

مکسول کا انڈکٹنس برج

اب ہم مکسول کا انڈکٹنس برج کے بارے میں بات کرتے ہیں۔ تصویر میں مکسول کا انڈکٹر برج کا سرکٹ ڈائریگرام دکھایا گیا ہے۔

اس برج میں، bc اور cd کے آرم صرف ریزسٹو ہوتے ہیں جبکہ فیز بالنس ab اور ad پر منحصر ہوتا ہے۔
یہاں l1 = نامعلوم انڈکٹر r1 کے ساتھ۔
l2 = متغیر انڈکٹر جس کی ریزسٹنس R2 ہے۔
r2 = متغیر الیکٹریکل ریزسٹنس۔
جبکہ AC برج کے مطابق بالنس کی حالت میں، ہمیں بالنس پوائنٹ پر:

ہم R3 اور R4 کو 10 اوم سے 10,000 اوم تک ریزسٹنس باکس کی مدد سے تبدیل کر سکتے ہیں۔

مکسول کا انڈکٹنس کیپیسٹنس برج

اس مکسول برج میں، نامعلوم انڈکٹر کو استاندارد متغیر کیپیسٹر سے ناپا جاتا ہے۔
اس برج کا سرکٹ نیچے دیا گیا ہے،

یہاں l1 نامعلوم انڈکٹنس ہے، C4 استاندارد کیپیسٹر ہے۔
بالنس کی حالت می