Chuo la Wien

Daraja la Wien: Matumizi na Changamoto

Daraja la Wien ni kifaa muhimu katika mzunguko wa AC, zaidi ya kutumika kwa ajili ya kupata thamani ya tano yasiyofafanuliwa. Inaweza kupimia tananyo tofauti za uharaka kati ya 100 Hz hadi 100 kHz, na tahadhari ya usahihi inapanda kutoka 0.1% hadi 0.5%. Zaidi ya funguo ya kupima uharaka, daraja hili linatumika katika vipimo vingine. Linatumika kwa ajili ya kupima capacitance, linajumuisha kama kitu muhimu katika harmonic distortion analyzers, na ni muhimu sana kwenye high-frequency (HF) oscillators.

Moja ya sifa muhimu za Daraja la Wien ni uwakilishi wake wa uharaka. Uwakilishi huu wa uharaka, ambao unafaa kwa matumizi yake asili, pia unatoa changamoto kubwa. Kutatua hatari ya daraja hili inaweza kuwa shughuli ngumu. Sababu kuu za umuhimu huu ni tabia ya umeme wa mchanganyiko. Katika mahali pa kufanya, umeme wa mchanganyiko mara nyingi haukuwa sinusoidal safi; badala yake, mara nyingi una harmonics. Harmonics hizi zinaweza kuleta mgawo kwenye hali ya tatizo la daraja, kusababisha vipimo isiyosahihishwa au kuzuia daraja kutatua hatari kabisa.

Kutatua tatizo hili, filtri inachanganuliwa katika mzunguko wa daraja. Filtri hii inaunganishwa kwa mfululizo na null detector. Kwa kukuchoma harmonics zisizotakikana kutoka kwenye ishara ya mchanganyiko, filtri hii huchangia kuhakikisha umeme unayopata daraja unadhamirisha sinusoidal safi zaidi. Hii, kwa urutan, hutengeneza tatizo la hatari lisilo na mgawo na kuboresha sahihi na uhakika ya vipimo vilivyotumika kwa kutumia Daraja la Wien.

Tathmini ya Hali ya Tatizo la Daraja

Wakati daraja hiki huweka hali ya tatizo, potentiali ya umeme katika magamba B na C hupata sawa, hiyo ni, V1 = V2 na V3 = V4. Umeme V3, ambayo inaelezwa kama V3 = I1 R3, na V4 (ambapo V4 = I2 R4) si tu wanaweza kudumu kwa kiwango cha upande, lakini pia kwa fasa, kusababisha waveforms zao kujitumaini vizuri. Pia, currenti I1 inayopita kwa mikono BD, currenti I2 inayopita kwa R4, na voltage-current relationships I1 R3 na I2 R4, wote wanaweza kuonyesha ufafanuzi wa fasa.

Umeme kamili ulioangukia kwenye mikono AC ni jumla ya viwango viwili: umeme ulioangukia I2 R2 kwenye resistance R2 na capacitive voltage drop I2/ ωC2 kwenye capacitance C2. Katika hali ya tatizo la daraja, voltages V1 na V2 huongea kwa undani na fasa.

Fasa ya umeme V1 hupata maana kama umeme ulioangukia IR R1 kwenye mikono R1, ambayo inaonyesha kwamba resistance R1 ni katika fasa sawa na V1. Phasor addition ya V1 na V3 au V2 na V4 hutoa supply voltage inayobainika, inayoelezea equilibrium ya umeme katika mzunguko wa daraja.

Katika hali ya tatizo,

Katika kulingana na sehemu ya kweli,

Katika kulingana na sehemu ya imajini,

Kwa kutumia thamani ya ω = 2πf,

Slider wa resistance R1 na R2 huunganishwa mekanikia. Hivyo, R1 = R2 hutolewa.