สะพานวัดความต้านทานอินดักแตนซ์และคาปาซิแตนซ์แม็กซเวล: แผนผังและการใช้งาน

สะพานแม็กเวล

สะพานอินดักแทนซ์และคาปาซิแตนซ์ของแม็กเวล (เรียกว่า สะพานแม็กเวล) เป็นรุ่นที่ปรับปรุงจากสะพานวีตสโตนที่ใช้วัดอินดักแทนซ์ของวงจร สะพานแม็กเวลใช้วิธีการบิดเบือนศูนย์ (หรือเรียกว่าวิธีสะพาน) เพื่อคำนวณค่าอินดักแทนซ์ที่ไม่ทราบในวงจร เมื่อชิ้นส่วนที่ได้รับการปรับเทียบเป็นคาปาซิเตอร์และเรซิสเตอร์แบบขนาน สะพานนี้จะเรียกว่าสะพานแม็กเวล-ไวเอน

หลักการทำงานคือมุมเฟสบวกของอิมพีแดนซ์อินดักทีฟสามารถชดเชยโดยมุมเฟสลบของอิมพีแดนซ์คาปาซิทีฟเมื่อวางในแขนตรงข้ามและวงจรอยู่ในภาวะความสั่นสะเทือน (กล่าวคือ ไม่มีความต่างศักยภาพระหว่างเครื่องตรวจจับและไม่มีกระแสไหลผ่าน) ค่าอินดักแทนซ์ที่ไม่ทราบจะกลายเป็นค่าที่ทราบในแง่ของคาปาซิแตนซ์นี้

มีสองประเภทของสะพานแม็กเวล: สะพานอินดักเตอร์ของแม็กเวล และสะพานอินดักเตอร์และคาปาซิเตอร์ของแม็กเวล ในสะพานอินดักเตอร์ของแม็กเวล มีเพียงอินดักเตอร์และเรซิสเตอร์ที่ถูกใช้ ในสะพานอินดักเตอร์และคาปาซิเตอร์ของแม็กเวล มีการเพิ่มคาปาซิเตอร์เข้าไปในวงจรด้วย

เนื่องจากทั้งสองประเภทของสะพานแม็กเวลนี้ขึ้นอยู่กับสะพาน AC เราจะอธิบายหลักการทำงานของสะพาน AC ก่อนที่จะอธิบายสะพานแม็กเวล

สะพาน AC

สะพาน AC ประกอบด้วยแหล่งกำเนิดไฟฟ้า เครื่องตรวจจับสมดุล และสี่แขน ในสะพาน AC สี่แขนนี้มีอิมพีแดนซ์ สะพาน AC ถูกสร้างขึ้นโดยแทนที่แบตเตอรี่ DC ด้วยแหล่งกำเนิดไฟฟ้า AC และแกลวานอมิเตอร์ด้วยเครื่องตรวจจับของสะพานวีตสโตน

สะพานเหล่านี้มีประโยชน์มากในการหาอินดักแทนซ์ คาปาซิแตนซ์ แฟคเตอร์การเก็บและการสูญเสียฯลฯ

ตอนนี้เราขอแสดงสูตรทั่วไปสำหรับการสมดุลของสะพาน AC รูปด้านล่างแสดงโครงสร้างของสะพาน AC:

ที่นี่ Z1, Z2, Z3 และ Z4 เป็นแขนของสะพาน.

ที่ภาวะสมดุล ความต่างศักยภาพระหว่าง b และ d ต้องเป็นศูนย์ จากนี้ แรงดันตกค้างจาก a ไป d จะเท่ากับแรงดันตกค้างจาก a ไป b ทั้งขนาดและเฟส ดังนั้น เราได้จากแผนภาพ e1 = e2

จากสมการ 1, 2 และ 3 เราได้ Z1.Z4 = Z2.Z3 และเมื่ออิมพีแดนซ์ถูกแทนที่ด้วยอดมิทแตนซ์ เราได้ Y1.Y4 = Y2.Y3.

ตอนนี้พิจารณาโครงสร้างพื้นฐานของสะพาน AC สมมติว่าเรามีวงจรสะพานตามที่แสดงด้านล่าง,
ในวงจรนี้ R3 และ R4 เป็นความต้านทานไฟฟ้าบริสุทธิ์ นำค่าของ Z1, Z2, Z3 และ Z4 ลงในสมการที่เราได้สร้างขึ้นสำหรับสะพาน AC

ตอนนี้เทียบเท่ากับส่วนจริงและส่วนจินตภาพ เราได้:

ดังนั้น ข้อสรุปสำคัญที่สามารถสรุปได้จากสมการดังกล่าว:

1. เราได้สองสมการที่สมดุลจากการเทียบเท่าส่วนจริงและส่วนจินตภาพ นั่นหมายความว่าสำหรับสะพาน AC ทั้งความสัมพันธ์ (คือขนาดและเฟส) ต้องได้รับการตอบสนองพร้อมกัน ทั้งสองสมการถือว่าเป็นอิสระหากและเฉพาะถ้าทั้งสองสมการมีองค์ประกอบเดียวที่เปลี่ยนแปลง องค์ประกอบนี้อาจเป็นอินดักเตอร์หรือเรซิสเตอร์

2. สมการดังกล่าวไม่ขึ้นอยู่กับความถี่ นั่นหมายความว่าเราไม่จำเป็นต้องรู้ความถี่ที่แน่นอนของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า และคลื่นแรงดันที่ใช้ไม่จำเป็นต้องเป็นคลื่นไซนัสอย่างสมบูรณ์

สะพานแม็กเวล

มีสองประเภทหลักของสะพานแม็กเวล:

1. สะพานอินดักเตอร์ของแม็กเวล

2. สะพานอินดักเตอร์และคาปาซิเตอร์ของแม็กเวล

สะพานอินดักเตนซ์ของแม็กเวล

ตอนนี้เราขออภิปรายสะพานอินดักเตนซ์ของแม็กเวล รูปด้านล่างแสดงแผนภาพวงจรของสะพานอินดักเตอร์ของแม็กเวล

ในสะพานนี้แขน bc และ cd เป็นความต้านทานบริสุทธิ์ ในขณะที่ความสมดุลของเฟสขึ้นอยู่กับแขน ab และ ad
ที่นี่ l1 = อินดักเตอร์ที่ไม่ทราบค่าของ r1.
l2 =