پل کمبل

پل کمبل: تعریف و عملکرد
تعریف
پل کمبل یک پل الکتریکی تخصصی است که برای اندازه‌گیری القای متقابل ناشناخته طراحی شده است. القای متقابل به پدیده فیزیکی اشاره دارد که در آن تغییر در جریان عبوری از یک سیم پیچ القای نیروی الکتروموتور (emf) و در نتیجه جریان در یک سیم پیچ همسایه را القا می‌کند. این پل نه تنها برای تعیین مقادیر القای متقابل مفید است بلکه می‌تواند برای اندازه‌گیری فرکانس نیز استفاده شود. این کار با تنظیم القای متقابل تا زمانی که نقطه صفر در مدار پل به دست می‌آید، انجام می‌شود.
در مهندسی برق، اندازه‌گیری دقیق القای متقابل برای درک تعامل بین سیم‌پیچ‌های مختلف در مدارها، مانند در ترانسفورماتورها، سیستم‌های جفت‌شدن القایی و ماشین‌های الکتریکی مختلف ضروری است. پل کمبل روشی دقیق و قابل اعتماد برای این اندازه‌گیری‌ها فراهم می‌کند. وقتی برای اندازه‌گیری فرکانس استفاده می‌شود، اصل تشخیص نقطه صفر به مهندسان اجازه می‌دهد تا رابطه‌ای بین تنظیم القای متقابل و فرکانس سیگنال الکتریکی تحت آزمون برقرار کنند.
شکل زیر مفهوم القای متقابل را نشان می‌دهد که پایه عملکرد پل کمبل را تشکیل می‌دهد.

فرض کنید:

• M1 نماینده القای متقابل ناشناخته

• L1 نماینده خود القایی دومین سیم‌پیچ القای متقابل M1

• M2 نماینده القای متقابل استاندارد متغیر

• L2 خود القایی دومین سیم‌پیچ القای متقابل M2

• R1, R2, R3, R4 نماینده مقاومت‌های غیر القایی

برای رسیدن به وضعیت تعادل پل کمبل، لازم است دو مرحله را اجرا کنید:

مرحله ۱: تنظیم اولیه و شرط تعادل اول

ابتدا دتکتور بین نقاط ‘b’ و ‘d’ متصل می‌شود. در این کانفیگوراسیون، مدار مانند یک خود القایی ساده عمل می‌کند

• مرحله تعادل اول برای رسیدن به حالت تعادل در مرحله اول، مقاومت‌های R3 یا R4، همراه با R1 و R2 تنظیم می‌شوند. این فرآیند تنظیم پارامترهای الکتریکی مدار را بهبود می‌بخشد و مطمئن می‌شود که تفاوت‌های پتانسیل الکتریکی در بخش‌های مربوطه پل متعادل شوند، مانند تنظیم وزنهای یک ترازو برای دستیابی به تعادل.

• مرحله تعادل دوم در مرحله بعدی، دتکتور بین نقاط b' و d' دوباره متصل می‌شود. با توجه به تنظیمات انجام شده در مرحله اول، القای متقابل استاندارد متغیر M2 به تدریج تغییر می‌کند. از طریق این فرآیند تغییر M2 در حال حفظ تنظیمات قبلی مقاومت‌ها، کانفیگوراسیون الکتریکی کلی پل بهینه‌سازی می‌شود. در نهایت، نقطه تعادل به دست می‌آید که نشان‌دهنده دستیابی پل به حالت تعادل است که در آن سیگنال‌های الکتریکی در مدار هماهنگ هستند و اندازه‌گیری‌های دقیق القای متقابل ناشناخته M1 ممکن می‌شود.