Wieneren zubia

Wien-en zuzenbidea: Aplikazioak eta Arazoak

Wien-en zuzenbidea da AC zirkuituetan oinarriko osagai bat, batez ere ezezagunen maiztasunen balioa zehazteko erabiltzen dena. 100 Hz-etik 100 kHz-rako maiztasunak neurtu ahal ditu, oinetako zehaztasuna 0.1%etik 0.5%ra bitartean doala. Neurketa-funtzioaren ondoren, zuzenbide honek aplikazio anitz ditu. Kapasitate-neurketetan erabiltzen da, harmoniko distorsio analisatzaileetan oinarriko elementu gisa dago, eta goi-maiztasuneko (HF) osziladoreetan oso garrantzitsua da.

Wien-en zuzenbidetako karakteristikarik nabarmena da bere maiztasun-sentsibilitatea. Maiztasun-sentsibilitate hau, neurketa-helburuetarako erabilgarria izanda ere, arazo handi bat supos dezake. Zuzenbidearen orekatu-puntuaren lortzea lan trinkoa izan daiteke. Lan praktikan, sarrera-tentsioa askotan ez da sinusoide arrunta, bestela harmonikoak ditu. Harmoniko hauek zuzenbidearen orekatu-baldintza aldatu dezakete, neurketu osoezinak emanez edo zuzenbidea orokorrean orekatu-puntura heltzeko saihestu dezakete.

Arazo hau ebazteko, filtro bat zuzenbide zirkuituan sartzen da. Filtro hau nuluko detektorearekin seriean konexioa du. Sarrera-seinalaren harmoniko desiragarriak irakurtuta, filtroak lagundu egiten du tentsioa zuzenbidera hurbiltzen dela sinusoide arruntari. Honek, baitaurre, orekatu-puntua estaltasunez lortzeko eta Wien-en zuzenbidetik egin diren neurketuen osoezinotasuna eta fidagarritasuna hobetzen lagundu egiten du.

Zuzenbidearen Orekatu-Baldintzaren Analisia

Zuzenbidea orekatu-puntura heltzen denean, B eta C nodoen elektriko potentziala berdina bihurtzen da, hau da, V1 = V2 eta V3 = V4. Tentsio V3, V3 = I1 R3 adierazten dena, eta V4 (non V4 = I2 R4) ez dira bakarrik magnitude bereko, baina fasa berekoak dira, horrek esan nahi du haien forma-uhinek perfektuki batzen direla. Gainera, BD eskualdean igotzen den I1 korronteak, R4tik pasatzen den I2 korronteak, eta tensio-korronte arteko erlazioak I1 R3 eta I2 R4, guztiak in-faseko ezaugarriak dituzte.

AC eskualdeko tentsio-galera totala bi atalek osatzen dute: R2 resistentziaren gainean gertatzen den I2 R2 tentsio-galeria eta C2 kapasitorean gertatzen den I2/ ωC2 kapasitario tentsio-galeria. Zuzenbidearen orekatu-baldintzan, V1 eta V2 tentsiok magnitude eta fasatan berdinak dira.

V1 tentsioko fasa R1 eskualdean gertatzen den IR R1 tentsio-galeriarekin bat dator, hau da, R1 resistentzia V1rekin fasa bereko dago. V1 eta V3 edo V2 eta V4ren fase-batura ematen du sarrera-tentsio osoa, zuzenbide-zirkuituko elektriko orekatua adierazten duena.

Orekatu-baldintzan,

Zati erreala ekiten denean,

Zati imaginarioa alderatzen denean,

 ω = 2πf balioa ordezkatuz,

R1 eta R2 resistentziei mekanikoki konektatuta daude. Horrela, R1 = R2 lortzen da.