वियन्स ब्रिज

वियन्स ब्रिज: अनुप्रयोग र चुनौतीहरू

वियन्स ब्रिज एसी सर्किटमा एक महत्त्वपूर्ण घटक हो, जो मुख्यतया अज्ञात आवृत्तिहरूको मान पत्ता लगाउनका लागि प्रयोग गरिन्छ। यो १०० हर्ट्स देखि १०० किलोहर्ट्स सम्मको आवृत्ति मापन गर्न सक्छ, जसको परिशुद्धता सामान्यतया ०.१% देखि ०.५% भित्र रहन्छ। आवृत्ति मापनको फलस्वरूप भएको भने, यो ब्रिज विविध अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ। यसले संधारित्र मापन, हार्मोनिक डिस्टर्शन एनालाइझरहरूमा एक महत्त्वपूर्ण घटक र हाइ-फ्रिक्वेन्सी (HF) ऑसिलेटरहरूमा एक अभिन्न भाग हुन्छ।

वियन्स ब्रिजको एक परिभाषात्मक विशेषता यो आवृत्ति संवेदनशीलता हो। यो आवृत्ति-संवेदनशीलता, यसको उद्दिष्ट मापनको लागि उपयोगी हो, तर यसले एउटा महत्त्वपूर्ण चुनौती पनि उपस्थित गर्छ। ब्रिजको संतुलन बिन्दु पुग्नु एक जटिल काम हुन सक्छ। यस कठिनताको एक प्रमुख कारण इनपुट सप्लाई वोल्टेजको प्रकृति हो। वास्तविक परिस्थितिमा, इनपुट सप्लाई वोल्टेज धेरै समय सिनुसोइडल तरंगरूप छैन; यसको जगह यो अक्सर हार्मोनिकहरू योगदान गर्छ। यी हार्मोनिकहरू वियन्स ब्रिजको संतुलन अवस्थालाई विघटित गर्न सक्छ, यसले अस्थिर मापन गर्न सक्छ वा ब्रिजलाई संतुलन बिन्दुमा पुग्न रोक्न सक्छ।

यस समस्यालाई समाधान गर्न, ब्रिज सर्किटमा एक फिल्टर समावेश गरिन्छ। यो फिल्टर नल डिटेक्टरको साथ श्रेणीको जोड़ राखिन्छ। इनपुट सिग्नलबाट अवांछित हार्मोनिकहरू फिल्टर गर्ने द्वारा, फिल्टरले ब्रिजमा पुग्ने वोल्टेजलाई शुद्ध सिनुसोइडल तरंगरूप जस्तै अधिक नजिक बनाउन मद्दत गर्छ। यसले, यो स्थिर संतुलन बिन्दु पुग्न र वियन्स ब्रिज प्रयोग गरी गरिने मापनहरूको समग्र परिशुद्धता र विश्वसनीयता बढाउन मद्दत गर्छ।

ब्रिजको संतुलन अवस्थाको विश्लेषण

जब ब्रिज संतुलन अवस्थामा पुग्छ, त्यस समय B र C नोडहरूमा विद्युत विभव बराबर हुन्छ, यानी V1 = V2 र V3 = V4। वोल्टेज V3, जसलाई V3 = I1 R3 रूपमा व्यक्त गरिन्छ, र V4 (जहाँ V4 = I2 R4) दुवै एकै मान र एकै चाल राख्छन्, यसले उनीहरूको तरंगरूपहरू एकै जस्तै ओवरलप हुन्छ। यसको अलावा, BD भागद्वारा प्रवाहित विद्युत I1, R4 द्वारा प्रवाहित I2, र वोल्टेज-विद्युत सम्बन्ध I1 R3 र I2 R4 दुवै एकै चाल राख्छन्।

AC भागद्वारा कुल वोल्टेज गिरावट दुई घटकहरूको जोड हो: R2 रोधद्वारा वोल्टेज गिरावट I2 R2 र C2 संधारित्रद्वारा विद्युत गिरावट I2/ ωC2। संतुलन अवस्थामा, वोल्टेजहरू V1 र V2 दुवै मान र चालमा ठिक जुनस्ति मिल्दछन्।

V1 वोल्टेजको चाल R1 भागद्वारा वोल्टेज गिरावट IR R1को चालसँग मिल्छ, यसले देखाउँछ कि R1 र V1 एकै चालमा छन्। V1 र V3 वा V2 र V4को फेझर जोड विद्युत सप्लाई वोल्टेजको परिणामी देखाउँछ, यसले ब्रिज सर्किटमा विद्युत संतुलन प्रतिबिम्बित गर्छ।

संतुलन अवस्थामा,

वास्तविक भाग बराबर गर्दा,

काल्पनिक भाग तुलना गर्दा,

ω = 2πf को मान राख्दा,

R1 र R2 रोधहरूको स्लाइडर यान्त्रिक रूपमा एकैसँग जोडिएको छ। त्यसैले, R1 = R2 प्राप्त हुन्छ।