Pulong ni Wien

Pulanggitan ni Wien: Mga Application at Hamon

Ang pulanggitan ni Wien ay isang mahalagang komponente sa mga AC circuit, na pangunahing ginagamit para sa pagtukoy ng halaga ng mga hindi alam na frequency. Ito ay may kakayahan na sukatin ang mga frequency sa saklaw ng 100 Hz hanggang 100 kHz, na may lebel ng katumpakan na karaniwang nasa 0.1% hanggang 0.5%. Maliban sa kanyang function sa pagsukat ng frequency, ang pulanggitan na ito ay may iba't ibang mga application. Ginagamit ito sa pagsukat ng capacitance, naglilingkod bilang isang pangunahing elemento sa mga harmonic distortion analyzer, at bahagi ng mga high-frequency (HF) oscillator.

Isa sa mga nakilalang katangian ng pulanggitan ni Wien ay ang kanyang sensitibidad sa frequency. Ang sensitibidad na ito sa frequency, bagama't kapaki-pakinabang para sa kanyang layuning pagsukat, ay nagbibigay rin ng isang malaking hamon. Ang pag-abot sa balance point ng pulanggitan ay maaaring maging isang komplikadong gawain. Isang pangunahing dahilan sa hirap na ito ay ang natura ng input supply voltage. Sa praktikal na mga scenario, ang input supply voltage ay madalas hindi isang tuldok na sinusoidal waveform; sa halip, kadalasang may harmonics. Ang mga harmonics na ito ay maaaring mapagkamalan ang balance condition ng pulanggitan ni Wien, na nagdudulot ng hindi tumpak na pagsukat o nagpapahinto sa pulanggitan na makarating sa equilibrium.

Upang tugunan ang isyu na ito, isinasama ang isang filter sa circuit ng pulanggitan. Ang filter na ito ay konektado sa serye kasama ang null detector. Sa pamamagitan ng pag-filter out ng mga hindi kinakailangang harmonics mula sa input signal, tumutulong ang filter upang mas mapalapit ang voltage na mararating sa pulanggitan sa isang tuldok na sinusoidal waveform. Ito, sa kanyang pagkakataon, ay nagpapadali ng pag-abot sa isang matatag na balance point at nagpapabuti ng kabuuang katumpakan at reliabilidad ng mga pagsukat na isinasagawa gamit ang pulanggitan ni Wien.

Analisis ng Balanced Condition ng Pulanggitan

Kapag umabot ang pulanggitan sa isang balanced state, ang electrical potential sa nodes B at C ay naging pantay, na V1 = V2 at V3 = V4. Ang voltage V3, na inihahayag bilang V3 = I1 R3, at V4 (kung saan V4 = I2 R4) ay hindi lamang may parehong magnitude kundi may parehong phase din, na nagreresulta sa kanilang mga waveform na perpektong magkarugtong. Bukod dito, ang current I1 na umuusbong sa arm BD, ang current I2 na lumilipas sa R4, at ang voltage-current relationships I1 R3 at I2 R4, lahat ay ipinapakita ang in-phase characteristics.

Ang kabuuang voltage drop sa arm AC ay ang aggregate ng dalawang component: ang voltage drop I2 R2 sa resistance R2 at ang capacitive voltage drop I2/ ωC2 sa capacitance C2. Sa balanced condition ng pulanggitan, ang voltages V1 at V2 ay eksaktong tugma sa parehong magnitude at phase.

Ang phase ng voltage V1 ay naka-align sa voltage drop IR R1 sa arm R1, na nagpapahiwatig na ang resistance R1 ay nasa parehong phase bilang V1. Ang phasor addition ng either V1 at V3 o V2 at V4 ay nagbibigay ng resultant supply voltage, na nagpapakita ng electrical equilibrium sa loob ng bridge circuit.

Sa balance condition,

Sa pag-equate ng real part,

Sa pag-compare ng imaginary part,

Sa pamamagitan ng pag-substitute ng value ng ω = 2πf,

Ang slider ng resistance R1 at R2 ay mekanikal na konektado sa bawat isa. Kaya, ang R1 = R2 ay natutukoy.