Campbell-híd

Campbell-híd: Definíció és funkció
Definíció
A Campbell-híd egy specializált elektromos híd, amelyet ismeretlen kölcsönös indukció mérésére terveztek. A kölcsönös indukció azt a fizikai jelenséget jelenti, amikor az áramváltozás egy tekercsben indukál elektromos erőt (emf) és így áramot egy szomszédos tekercsben. Ez a híd nem csak a kölcsönös indukció értékének meghatározására hasznos, hanem a frekvencia mérésére is felhasználható. Ezt úgy érik el, hogy a kölcsönös indukciót állítják be addig, amíg a hídkörben nullapontot érnek el.
Az elektrotechnikában a kölcsönös indukció pontos mérése kulcsfontosságú a különböző tekercsek közötti interakció megértéséhez, mint például transzformátorok, induktív csatolási rendszerek és különböző elektromos gépek esetén. A Campbell-híd pontos és megbízható módszert nyújt ezeknek a méréseknek. Frekvencia mérés során a nullapont detektálásának elve lehetővé teszi, hogy a mérnökök kapcsolatot alakítsanak ki a kölcsönös indukció beállítása és a vizsgált elektromos jel frekvenciája között.
A következő ábra a kölcsönös indukció fogalmát illusztrálja, ami a Campbell-híd működésének alapját képezi.

Legyen:

• M1 az ismeretlen kölcsönös indukció

• L1 a kölcsönös indukció M1 másodlagos tekercsének saját indukciója

• M2 a változó szabvány kölcsönös indukció

• L2 a kölcsönös indukció M2 másodlagos tekercsének saját indukciója

• R1, R2, R3, R4 nem induktív ellenállások

A Campbell-híd egyensúlyi állapotának elérése kétlépéses eljárást igényel:

1. lépés: Kezdeti beállítás és az első egyensúlyi feltétel

A detektort kezdetben a ‘b’ és ‘d’ pontok között csatlakoztatják. Ebben a konfigurációban a kör hasonlóan működik, mint egy egyszerű saját indukcióval működő híd.

• Első egyensúlyi lépés Az első szakaszban a híd egyensúlyi állapotának elérése érdekében a R3 vagy R4, valamint a R1 és R2 ellenállásokat állítják be. Ez a beállítási folyamat finomítja a kör elektromos paramétereit, biztosítva, hogy a híd releváns részeinek elektromos potenciálkülönbségei egyenlőek legyenek, mint egy mérleg súlyainak kiegyenlítése.

• Második egyensúlyi lépés A következő szakaszban a detektort újra a b' és d' pontok között csatlakoztatják. Az első lépésben tett beállításokon felépülve a változó szabvány kölcsönös indukció M2-t rendszeresen változtatják. Ennek a folyamatnak a segítségével, miközben a korábban beállított ellenállásokat fenntartják, a híd teljes elektromos konfigurációja tovább optimalizálódik. Végül egy egyensúlyi pontot érnek el, ami azt jelzi, hogy a híd olyan állapotba került, ahol a körben lévő elektromos jelek harmonikusak, és a kölcsönös indukció M1 pontos mérése lehetséges.