גשר קמפבל

גשר קמפבל: הגדרה ותפקוד
הגדרה
הגשר קמפבל הוא גשר חשמלי מיוחד שמתוכנן למדוד אינדוקטנץ הדדי לא ידוע. אינדוקטנץ הדדי מתאר את התופעה הפיזיקלית שבה שינוי בזרם הזורם דרך סליל אחד מגרה כוח חשמלי דינאמי (EMF) ובכך גם זרם בסליל השכן. הגשר הזה שימושי לא רק לקביעת ערכים של אינדוקטנץ הדדי אלא גם למדידת תדירות. הוא עושה זאת על ידי התאמה של האינדוקטנץ הדדי עד שמגיעים לנקודת האפס בגשר החשמלי.
בנדע"א, מדידה מדוייקת של אינדוקטנץ הדדי היא קריטית להבנת היחסים בין סלילים שונים בהרכבים, כמו בטרנספורמרים, מערכות צימוד אינ덕טיבי והרבה מכונות חשמליות. הגשר קמפבל מספק דרך מדויקת ונאמנה למדידות אלו. כאשר משמש למדידת תדירות, עקרון הגילוי של נקודת האפס מאפשר למהנדסים לקבוע קשר בין הגדרת האינדוקטנץ הדדי לתדירות של האות החשמלי הנבדק.
האיור הבא ממחיש את הרעיון של אינדוקטנץ הדדי, המהווה את הבסיס לתפעול של הגשר קמפבל.

יהיה:

• M1 מייצג את האינדוקטנץ הדדי הלא ידוע

• L1 מסמן את האינדוקטנץ העצמי של הסילון המשני של אינדוקטנץ הדדי M1

• M2 מייצג את האינדוקטנץ הדדי הסטנדרטי המשתנה

• L2 הוא האינדוקטנץ העצמי של הסילון המשני של אינדוקטנץ הדדי M2

• R1, R2, R3, R4 מייצגים 저יול לא אינדוקטיביים

השגת מצב ההשוואה של גשר קמפבל דורשת תהליך בשני שלבים:

שלב 1: התקנה ראשונית ותנאי ההשוואה הראשון

המגלה מחובר במקור בין הנקודות ‘b’ ו-‘d’. בתצורה זו, המעגל פועל באופן אנלוגי לסילון אינדוקטיבי פשוט

• שלב ההשוואה הראשון כדי להביא את הגשר למצב של שיווי משקל בשלב הראשון, מותחים את המחסומים R3 או R4, יחד עם R1 ו- R2. תהליך התאמה זה מתקין את הפרמטרים החשמליים של המעגל, ומבטיח שההבדלים הפוטנציאליים החשמליים בחלקים הרלוונטיים של הגשר הם שווים, כמו מתיחת המשקולות במאזניים כדי להשיג שיווי משקל.

• שלב ההשוואה השני בשלב הבא, המגלה מחובר מחדש בין הנקודות b' ו- d'. בהתבסס על התאמות שנעשו בשלב הראשון, האינדוקטנץ הדדי הסטנדרטי המשתנה M2 משתנה באופן שיטתי. באמצעות תהליך שינוי M2 תוך שמירה על התאמות המחסומים הקודמות, תקן החשמל של הגשר מתעדכן עוד יותר. לבסוף, נקודת שיווי משקל נמצאת, מה שמציין שהגשר הגיע למצב של שיווי משקל שבו האותות החשמליים במעגל הם בשוויון, וניתן לבצע מדידות מדויקות של האינדוקטנץ הדדי הלא ידוע M1.