Construcția circuitului podului Anderson, funcționarea și aplicarea acestuia

Construcția circuitului podului Anderson, funcționarea și aplicarea acestuia

circuitele de punte sunt utilizate pentru a măsura diferite valori ale componentelor cum ar fi rezistență, capacitate, inductanță etc. Forma simplă a unui circuit de punte constă dintr-o rețea de patru brațe de rezistență / impedanță care formează un circuit închis. O sursă de curent este aplicată la două noduri opuse și un detector de curent este conectat la celelalte două noduri. Acest articol discută funcționarea circuitului podului Andersons și aplicațiile sale.



circuit pod

Circuitele de punte utilizează principiul indicării nule și metoda de măsurare a comparației, aceasta fiind cunoscută și sub denumirea de „Starea echilibrului podului la tensiune zero. Circuitul pod compară valorile unei componente necunoscute cu cele ale unei componente standard cunoscute cu exactitate. Astfel, precizia depinde în mare parte de circuitul podului, nu de indicatorul nul.






Din circuitul de pod de mai sus, ecuația de echilibrare este



Diferite tipuri de poduri

Două tipuri de punți utilizate pentru măsurarea valorilor componentelor. Sunt poduri D.C și poduri A.C.

Podurile D.C sunt

Diferitele tipuri de poduri A.C sunt,


  • Puntea de comparare a inductanței
  • Puntea de comparare a capacității
  • Podul lui Maxwell
  • Există pod
  • Podul lui Anderson
  • Podul Schering
  • Podul de la Viena

A.C Poduri

Podurile de curent alternativ sunt adesea utilizate pentru a măsura valoarea impedanței necunoscute (inductanța auto / reciprocă a inductoarelor sau capacitatea condensatoarelor cu precizie). Un circuit de punte A.C constă din patru impedanțe, o sursă de alimentare A.C și un detector echilibrat. Detectoarele de echilibru utilizate în general pentru podurile A.C sunt

  • Căști (la frecvențe de la 250 Hz la 3 până la 4 kHz)
  • Circuit amplificator reglabil (pentru un interval de frecvență de la 10HZ la 100Hz)
  • Galvanometre cu vibrații (pentru frecvența de joasă frecvență de la 5Hz la 1000 Hz)

Răspunsul nul (condiția de echilibrare a punții) poate fi obținut prin variația unuia dintre brațele punții. Impedanța unei componente este într-o formă de polar care poate avea o magnitudine și o valoare a unghiului de fază. Pentru un circuit A.C prezentat mai sus, impedanța poate fi scrisă în termeni de magnitudine și unghi de fază

Unde Z1, Z2, Z3, Z4, sunt mărimile și and1, θ2, θ3 și θ4 sunt unghiuri de fază. Produsul tuturor impedanțelor trebuie realizat în formă polară, unde toate mărimile se înmulțesc și trebuie adăugate unghiuri de fază.

Aici, podul trebuie să fie echilibrat atât pentru amploarea condițiilor, cât și pentru unghiurile de fază. Din ecuațiile de mai sus, trebuie îndeplinite două condiții pentru echilibrul podului. Echivalând mărimile ambelor părți, vom obține condiția magnitudinii ca,

Z1.Z4 = Z2.Z3

Și unghiurile de fază, de asemenea, θ1 + θ4 = θ2 + θ3

Unghiul de fază este + ve impedanțe inductive și –ve pentru impedanțele capacitive.

impedanțe inductive și impedanțe capacitive

Andersons Bridge Construction and Working

Podul Anderson este un pod A.C folosit pentru a măsura auto-inductanța bobinei. Permite măsurarea inductanței unei bobine folosind un condensator standard și rezistențe. Nu necesită o echilibrare repetată a podului. Este o modificare a lui Maxwell’s Bridge în care, de asemenea, valoarea autoinductanței este obținută prin compararea cu un condensator standard. Conexiunile sunt prezentate mai jos.

Andersons Bridge Construction and Working

Andersons Bridge Construction and Working

Un braț al podului este format din inductor necunoscut Lx cu rezistență cunoscută în serie cu Lx. Această rezistență R1 include rezistența de inductorului . Capacitatea C este condensatorul standard cu r, R2, R3 și R4 sunt de natură neinductivă.

Ecuațiile echilibrului podului sunt,

i1 = i3 și i2 = i4 + ic,

V2 = i2.R3 și V3 = i3.R3

V1 = V2 + ic.r și V4 = V3 + eu c r

V1 = i1.R1 + i1.ω.L1 și V4 = i4.R4

Acum tensiunea V este dată de,

Din circuitul de mai sus, R2, R4 și rare sub formă de stea, care se transformă în forma sa echivalentă delta pentru a găsi ecuațiile de echilibru ale punții, așa cum se arată în figura de mai jos.

podul Anderson

Elementele din delta echivalentă sunt date de,

R5 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / R4

R6 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / R2

R7 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / r

Acum, R7 derulează sursa și, prin urmare, nu afectează starea echilibrului. Astfel, neglijând R7 și rearanjând o rețea ca mai sus fig (b), obținem o punte de inductanță Maxwell.

Astfel ecuația balanței este dată de

Lx = CR3R5 și

R1 = R3. (R5 / R6)

Înlocuind valorile lui R5 și R6, vom obține

Dacă condensatorul folosit nu este perfect, valoarea inductanței rămâne neschimbată, dar valoarea lui R1 se schimbă. Metoda podului Anderson poate fi utilizată și pentru măsurarea condensatorului C dacă este disponibilă o autoinductanță calibrată.

Ecuația de mai sus pe care am obținut-o este mai complexă decât am obținut-o în podul Maxwell. Observând ecuațiile de mai sus putem spune cu ușurință că, pentru a obține convergența echilibrului mai ușor, ar trebui să se facă ajustări alternative ale lui R1 și r în puntea lui Anderson.

Acum să vedem cum putem obține valoarea inductorului necunoscut experimental. La început, setați frecvența generatorului de semnal la intervalul sonor. Acum reglați R1 și r astfel încât căștile (detector nul) să dea un sunet minim. Măsurați valorile lui R1 și r (obținute după aceste ajustări) cu ajutorul multimetrului. Folosiți formula pe care am derivat-o mai sus pentru a afla valoarea inductanței necunoscute. Experimentul poate fi repetat cu valoarea diferită a condensatorului standard.

Avantajele podului Andersons

  • Se folosește condensatorul fix, în timp ce alte punți utilizează un condensator variabil.
  • Puntea este utilizată pentru determinarea exactă a inductanței în intervalul milimetric.
  • Această punte oferă, de asemenea, un rezultat precis pentru determinarea capacității în termeni de inductanță.
  • Podul este ușor de echilibrat din punctul de vedere al convergenței comparativ cu podul lui Maxwell în cazul unor valori scăzute ale Q.

Dezavantaje ale podului Andersons

  • Este foarte complicat decât alte punți în ceea ce privește numărul de componente utilizate.
  • Ecuațiile de echilibru sunt, de asemenea, complicate de derivat.
  • Puntea nu poate fi ușor ecranată datorită punctului de joncțiune suplimentar, pentru a evita efectele capacităților rătăcite.

Aplicațiile podului Andersons

  • Se utilizează pentru a măsura autoinductivitatea bobinei (L)
  • Pentru a găsi valoarea reactanței inductive (XL) a bobinei la o frecvență specifică

Din informațiile de mai sus, în cele din urmă, putem concluziona că un pod Andersons este bine cunoscut pentru aplicația sa de măsurare a autoinductanței de la câțiva micro Henry la mai mulți Henry cu precizie. Sperăm că ați înțeles mai bine acest concept. În plus, orice îndoieli cu privire la acest concept sau la implementează proiecte electrice și electronice vă rugăm să ne oferiți sugestiile valoroase comentând în secțiunea de comentarii de mai jos. Iată o întrebare pentru tine, Care sunt aplicațiile podurilor AC?