بناء حلبة جسر أندرسون وعملها وتطبيقها

ال تُستخدم دوائر الجسر لقياس قيم المكونات المختلفة مثل المقاومة ، السعة ، الحث ، إلخ. الشكل البسيط لدائرة الجسر يتكون من شبكة من أربعة أذرع مقاومة / مقاومة تشكل دائرة مغلقة. يتم تطبيق المصدر الحالي على عقدتين متقابلتين ويتم توصيل كاشف التيار بالعقدتين المتبقيتين. تتناول هذه المقالة عمل دائرة جسر Andersons وتطبيقاتها.

تستخدم دارات الجسر مبدأ الإشارة الفارغة وطريقة قياس المقارنة ، ويُعرف هذا أيضًا باسم 'حالة توازن الجسر بجهد صفر. تقارن دائرة الجسر قيم مكون غير معروف مع قيم مكون قياسي معروف بدقة. وبالتالي ، تعتمد الدقة في الغالب على دائرة الجسر ، وليس على المؤشر الصفري.

من دائرة الجسر أعلاه ، تكون معادلة التوازن

أنواع مختلفة من الجسور

نوعان من الجسور تستخدم لقياس قيم المكونات. هم جسور العاصمة وجسور التيار المتردد.

جسور العاصمة هي

• جسر يتستون
• جسر كلفن

الأنواع المختلفة من جسور التكييف هي:

• جسر مقارنة الحث
• جسر مقارنة السعة
• جسر ماكسويل
• هناك جسر
• جسر أندرسون
• جسر شيرينغ
• جسر فيينا

ايه سي بريدجز

غالبًا ما تُستخدم جسور التيار المتردد لقياس قيمة الممانعة غير المعروفة (الحث الذاتي / المتبادل للمحثات أو سعة المكثفات بدقة). تتكون دائرة جسر التيار المتردد من أربعة ممانعات ، ومصدر لتزويد التيار المتردد وكاشف متوازن. كاشفات التوازن المستخدمة بشكل عام لجسور التيار المتردد هي

• سماعات الرأس (على ترددات من 250 هرتز إلى 3 إلى 4 كيلو هرتز)
• دائرة مضخم قابلة للضبط (لمدى تردد من 10 هرتز إلى 100 هرتز)
• مقاييس الجلفانومتر الاهتزازية (للتردد المنخفض من 5 هرتز إلى 1000 هرتز)

يمكن الحصول على الاستجابة الفارغة (حالة توازن الجسر) عن طريق تغيير أحد أذرع الجسر. تكون مقاومة المكون في شكل قطبي يمكن أن يكون لها قيمة وزاوية طور. بالنسبة لدائرة التيار المتردد الموضحة أعلاه ، يمكن كتابة المعاوقة من حيث الحجم وزاوية الطور

حيث Z1 و Z2 و Z3 و Z4 هي المقادير و 1 و 2 و θ3 و 4 هي زوايا الطور. يجب تنفيذ ناتج جميع الممانعات في الشكل القطبي حيث تتضاعف جميع المقادير ويجب إضافة زوايا الطور.

هنا ، يجب أن يكون الجسر متوازنًا لكل من حجم الظروف وزوايا الطور. من المعادلات أعلاه شرطين يجب الوفاء بهما لتوازن الجسر. معادلة مقادير كلا الجانبين ، سنحصل على حالة الحجم

Z1.Z4=Z2.Z3

وزوايا المرحلة أيضًا ، θ1 + θ4 = θ2 + θ3

زاوية الطور هي + خمس ممانعات استقرائية و- v للممانعات السعوية.

أندرسون بريدج للبناء والعمل

جسر أندرسون هو جسر تيار متردد يستخدم لقياس الحث الذاتي للملف. إنها تمكن من قياس محاثة الملف باستخدام مكثف قياسي والمقاومات. لا يتطلب موازنة متكررة للجسر. إنه تعديل لجسر ماكسويل حيث يتم أيضًا الحصول على قيمة الحث الذاتي من خلال مقارنته بمكثف قياسي. الروابط موضحة أدناه.

أندرسون بريدج للبناء والعمل

يتكون أحد أذرع الجسر من مغو غير معروف Lx مع مقاومة معروفة في سلسلة مع Lx. تتضمن المقاومة R1 مقاومة المحرِّض . السعة C هي المكثف القياسي مع r ، R2 ، R3 ، و R4 غير حثي بطبيعتها.

معادلات توازن الجسر هي ،

i1 = i3 ، و i2 = i4 + i_جو

V2 = i2.R3 و V3 = i3.R3

V1 = V2 + ic.r و V4 = V3 + أنا _ج ص

V1 = i1.R1 + i1.ω.L1 و V4 = i4.R4

الآن يتم إعطاء الجهد V بواسطة ،

من الدائرة المذكورة أعلاه ، R2 ، R4 ، ونادرة في شكل نجمة ، والتي يتم تحويلها إلى شكل دلتا المكافئ من أجل إيجاد معادلات توازن الجسر كما هو موضح في الشكل أدناه.

يتم إعطاء العناصر في دلتا المكافئ بواسطة ،

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

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

R7 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / ص

الآن يقوم R7 بتحويل المصدر ، وبالتالي لا يؤثر على حالة التوازن. وبالتالي ، من خلال إهمال R7 وإعادة ترتيب الشبكة على النحو الوارد أعلاه في الشكل (ب) ، نحصل على جسر محاثة Maxwell.

وهكذا يتم إعطاء معادلة التوازن بواسطة

Lx = CR3R5 و

R1 = R3. (R5 / R6)

باستبدال قيم R5 و R6 ، سنحصل على

إذا لم يكن المكثف المستخدم مثالياً ، فإن قيمة المحاثة تظل دون تغيير ، لكن قيمة R1 تتغير. يمكن أيضًا استخدام طريقة جسر Anderson لقياس المكثف C في حالة توفر محاثة ذاتية معايرة.

المعادلة أعلاه التي حصلنا عليها أكثر تعقيدًا مما حصلنا عليه في جسر ماكسويل. عند مراقبة المعادلات المذكورة أعلاه ، يمكننا القول بسهولة أنه للحصول على تقارب في التوازن بسهولة أكبر ، يجب إجراء تعديلات بديلة على R1 و r في جسر أندرسون.

الآن دعونا نلقي نظرة على كيفية الحصول على قيمة المحرِّض المجهول تجريبياً. في البداية ، اضبط تردد مولد الإشارة على النطاق المسموع. الآن اضبط R1 و r بحيث تعطي سماعات الرأس (كاشف فارغ) أدنى صوت. قم بقياس قيم R1 و r (تم الحصول عليها بعد هذه التعديلات) بمساعدة جهاز القياس المتعدد. استخدم الصيغة التي اشتقناها أعلاه لمعرفة قيمة المحاثة المجهولة. يمكن تكرار التجربة بقيمة مختلفة للمكثف القياسي.

مزايا جسر أندرسون

• يتم استخدام المكثف الثابت ، بينما تستخدم الجسور الأخرى مكثفًا متغيرًا.
• يتم استخدام الجسر لتحديد الحث بدقة في نطاق المليمتر.
• يعطي هذا الجسر أيضًا نتيجة دقيقة لتحديد السعة من حيث المحاثة.
• من السهل موازنة الجسر من وجهة نظر التقارب مقارنة بجسر ماكسويل في حالة انخفاض قيم Q.

عيوب جسر اندرسون

• إنه معقد للغاية من الجسور الأخرى من حيث عدد المكونات المستخدمة.
• معادلات التوازن معقدة أيضًا في الاشتقاق.
• لا يمكن حماية الجسر بسهولة بسبب نقطة التقاطع الإضافية لتجنب تأثيرات السعات الشاردة.

تطبيقات جسر أندرسون

• يتم استخدامه لقياس الحث الذاتي للملف (L)
• لإيجاد قيمة التفاعل الاستقرائي (XL) للملف بتردد معين

من المعلومات الواردة أعلاه ، أخيرًا ، يمكننا أن نستنتج أن جسر Andersons معروف جيدًا بتطبيقه الذي يقيس الحث الذاتي من عدد قليل من Henry إلى العديد من Henry على وجه التحديد. نأمل أن يكون لديك فهم أفضل لهذا المفهوم. علاوة على ذلك ، أي شكوك بخصوص هذا المفهوم أو ل تنفيذ المشاريع الكهربائية والالكترونية من فضلك ، قدم اقتراحاتك القيمة من خلال التعليق في قسم التعليقات أدناه. هنا سؤال لك، ما هي تطبيقات جسور التكييف؟