Campbells Bro

Campbell Bro: Definition og Funktion
Definition
Campbell-broen er en specialiseret elektrisk bro, der er designet til at måle ukendt gensidig induktans. Gensidig induktans henviser til det fysiske fænomen, hvor en ændring i strømmen gennem en spole inducerer en elektromotorisk kraft (emf) og dermed en strøm i en nabo-spole. Denne bro er ikke kun nyttig for at bestemme værdier af gensidig induktans, men kan også anvendes til at måle frekvens. Dette gøres ved at justere gensidige induktansen indtil et nulpunkt opnås i brokredsløbet.
I elektronikken er det vigtigt at kunne måle gensidig induktans præcist for at forstå interaktionen mellem forskellige spoler i kredsløb, såsom i transformatorer, induktive koblingssystemer og forskellige elektriske maskiner. Campbell-broen giver en præcis og pålidelig metode til disse målinger. Når den bruges til frekvensmåling, tillader nullpunkt-detektionsprincippet ingeniørerne at etablere en relation mellem gensidige induktans-indstillingen og frekvensen af det undersøgte elektriske signal.
Den følgende figur illustrerer konceptet om gensidig induktans, som danner grundlag for Campbell-brodens funktion.

Lad:

• M1 repræsentere den ukendte gensidige induktans

• L1 betegne selvinduktansen af sekundæret af gensidig induktans M1

• M2 betyde den variable standard gensidige induktans

• L2 være selvinduktansen af sekundæret af gensidig induktans M2

• R1, R2, R3, R4 står for ikke-induktive resistancer

At opnå den balancerede position af Campbell-broen kræver en to-trins procedure:

Trin 1: Oprindelig Opsætning og Første Balanceforhold

Detektor er oprindeligt forbundet mellem punkter ‘b’ og ‘d’. I denne konfiguration fungerer kredsløbet analogt med en simpel selvinduktance comme

• Første Balanceringstrin For at bringe broen i en balanceret tilstand i første fase, justeres resistorer R3 eller R4, sammen med R1 og R2. Dette justeringsprocess fine-tuner de elektriske parametre i kredsløbet, hvilket sikrer, at de elektriske potentiafdifferencer over de relevante dele af broen bliver lige, ligesom at justere vægtene på en balance for at opnå ligevægt.

• Andet Balanceringstrin I næste fase omdannes detektor mellem punkter b' og d'. Bygget på justeringerne foretaget i det første trin, variere derefter den variable standard gensidige induktans M2 systematisk. Gennem dette process af at variere M2 mens de tidligere satte resistorjusteringer opretholdes, optimeres den samlede elektriske konfiguration af broen yderligere. Til sidst opnås et balancepunkt, hvilket indikerer, at broen har nået en tilstand af ligevægt, hvor de elektriske signaler i kredsløbet er i harmoni, og præcise målinger af den ukendte gensidige induktans M1 kunne udføres.