Maxwell Endüktans Kapasitans Köprüsü: Diyagram ve Uygulamaları
Maxwell Köprüsü
Bir Maxwell İndüktans Kapasitans Köprüsü (Maxwell Köprüsü olarak da bilinir) bir Wheatstone köprüsünün değiştirilmiş bir versiyonudur ve devrenin kendi indüktansını ölçmek için kullanılır. Maxwell köprüsü, null deflection yöntemi (ayrıca “köprü yöntemi” olarak da bilinir) kullanarak devredeki bilinmeyen indüktansı hesaplar. Kalibre edilmiş bileşenler paralel kapasitör ve direnç olduğunda, köprüye Maxwell-Wien köprüsü denir.
Çalışma prensibi, indüktif impedansın pozitif faz açısının, devre rezonansa geldiğinde (yani, algılacının üzerinden potansiyel fark olmadığı ve bu nedenle akım geçmediği) karşı koluna yerleştirildiğinde kapasitif impedansın negatif faz açısına karşılık gelebileceği şekildedir. Bilinmeyen indüktans, bu kapasitans cinsinden bilinir hale gelir.
İki tür Maxwell köprüsü vardır: Maxwell indüktör köprüsü ve Maxwell indüktör kapasitans köprüsü. Maxwell indüktör köprüsünde sadece indüktörler ve dirençler kullanılır. Maxwell indüktör kapasitans köprüsünde devreye bir kapasitör de eklenir.
Bu iki tür Maxwell köprüsü AC köprüye dayandığından, bir Maxwell köprüsünü açıklamadan önce bir AC köprüsünün çalışma prensibini açıklayacağız.
AC Köprüleri
Bir AC köprüsü, bir kaynak, bir dengelenme dedektörü ve dört kol içerir. AC köprülerinde, dört kolun her biri bir impedans içerir. AC köprüler, DC pilinin yerine AC kaynağı ve galvanometre yerine Wheatstone köprüsündeki dedektör ile oluşturulur.
Bu köprüler, indüktans, kapasitans, depolama faktörü, dağılım faktörü vb. bulmak için çok yararlıdır.
Şimdi, AC köprü dengesinin genel ifadesini türetelim. Aşağıdaki şekil bir AC köprü ağını göstermektedir:
Burada Z1, Z2, Z3 ve Z4 köprünün kollarıdır.
Şimdi dengede, b ve d arasındaki potansiyel fark sıfır olmalıdır. Bu durumda, a’dan d’ye olan gerilim düşümü, a’dan b’ye olan gerilim düşümü hem büyüklük hem de faz açısından eşit olmalıdır.
Böylece, şema e1 = e2
Denklemler 1, 2 ve 3'ten Z1.Z4 = Z2.Z3 ve impedansların yerine admitans konulduğunda, Y1.Y4 = Y2.Y3 elde edilir.
Şimdi temel formdaki bir AC köprüyü düşünelim. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi bir köprü devresi olduğunu varsayalım,
Bu devrede R3 ve R4 saf elektriksel dirençleridir. Z1, Z2, Z3 ve Z4 değerlerini yukarıda türettigimiz AC köprü denkleminde yerleştiriyoruz.
Şimdi gerçek ve sanal kısımları eşitlediğimizde, şu sonucu elde ederiz:
Yukarıdaki denklemlerden çıkarılacak önemli sonuçlar şunlardır:
Gerçek ve sanal kısımları eşitleyerek elde ettiğimiz iki dengeli denklem vardır. Bu, AC köprüsü için hem büyüklük hem de faz ilişkisinin aynı anda sağlanması gerektiğini gösterir. Her iki denklem de, eğer tek bir değişken eleman içermişse bağımsızdır. Bu değişken indüktör veya direnç olabilir.
Yukarıdaki denklemler frekansından bağımsızdır. Bu, kaynağın kesin frekansına ihtiyacımız olmadığını ve uygulanan kaynak geriliminin dalga formunun mükemmel sinusoidal olması gerektemediğini gösterir.
Maxwell Köprüsü
İki ana türde Maxwell Köprüsü bulunmaktadır:
Maxwell indüktör köprüsü
Maxwell indüktör kapasitans köprüsü
Maxwell İndüktans Köprüsü
Şimdi Maxwell indüktans köprüsünü tartışalım. Şekilde Maxwell indüktör köprüsünün devre diyagramı gösterilmektedir.
Bu köprüde, bc ve cd kolları tamamen dirençlidirken, faz dengesi ab ve ad kollarına bağlıdır.
Burada l1 = bilinmeyen indüktör, r
