Opførelse af Andersons brokredsløb, dens arbejde og anvendelse

Det brokredsløb bruges til at måle forskellige komponentværdier som modstand, kapacitans, induktans osv. Den enkle form for et brokredsløb består af et netværk af fire modstande / impedansarme, der danner et lukket kredsløb. En strømkilde påføres to modsatte noder, og en strømdetektor er forbundet til de resterende to noder. Denne artikel diskuterer arbejdet med Andersons brokredsløb og dets applikationer.

Brokredsløbene bruger nullindikationsprincippet og sammenligningsmålemetoden, dette er også kendt som “Bridge Balance condition at zero voltage. Brokredsløbet sammenligner værdierne for en ukendt komponent med værdierne for en nøjagtigt kendt standardkomponent. Således afhænger nøjagtigheden for det meste af brokredsen, ikke af null-indikatoren.

Fra ovenstående brokredsløb er balanceringsligningen

Forskellige typer broer

To typer broer, der bruges til at måle komponentværdierne. De er DC-broer og A.C-broer.

D.C broer er

• Wheatstone bro
• Kelvin bro

De forskellige typer A.C-broer er,

• Induktans sammenligning bro
• Kapacitans sammenligning bro
• Maxwells bro
• Der er bro
• Andersons bro
• Schering-broen
• Wien bro

A.C broer

AC-broer bruges ofte til at måle værdien af ​​den ukendte impedans (selv / gensidig induktans af induktorer eller kapacitans af kondensatorer nøjagtigt). Et AC-brokredsløb består af fire impedanser, en kilde til AC-forsyning og en afbalanceret detektor. Balancedetektorerne, der generelt bruges til AC-broer, er

• Hovedtelefoner (ved frekvenserne 250 Hz til 3 til 4 kHz)
• Tunbar forstærker kredsløb (for et frekvensområde fra 10 Hz til 100 Hz)
• Vibrationsgalvanometre (til frekvens med lav rækkevidde fra 5Hz til 1000 Hz)

Nulresponset (brobalancetilstand) kan opnås ved at variere en af ​​broarmene. Impedansen af ​​en komponent er i en form for polar, der kan have en størrelse og en fasevinkelværdi. For et AC-kredsløb vist ovenfor kan impedansen skrives i form af størrelse og fasevinkel

Hvor Z1, Z2, Z3, Z4 er størrelserne, og θ1, θ2, θ3 og θ4 er fasevinkler. Produktet af alle impedanser skal udføres i polar form, hvor alle størrelser multipliceres, og fasevinkler skal tilføjes.

Her skal broen være afbalanceret for både forholdets størrelse såvel som fasevinkler. Fra ovenstående ligninger skal to betingelser være opfyldt for brobalancen. Ved at ligne størrelsen på begge sider får vi størrelsesbetingelsen som,

Z1.Z4 = Z2.Z3

Og fasevinklerne også, θ1 + θ4 = θ2 + θ3

Fasevinklen er + ve induktive impedanser og –ve for de kapacitive impedanser.

Andersons Bridge Construction and Working

Anderson's Bridge er en AC-bro, der bruges til at måle spolens selvinduktans. Det gør det muligt at måle en spoles induktans ved hjælp af en standard kondensator og modstande. Det kræver ikke en gentagen afbalancering af broen. Det er en modifikation af Maxwells Bridge, hvor også værdien af ​​selvinduktans opnås ved at sammenligne den med en standard kondensator. Forbindelserne er vist nedenfor.

Andersons Bridge Construction and Working

Den ene arm på broen består af den ukendte induktor Lx med kendt modstand i serie med Lx. Denne modstand R1 inkluderer modstanden af spolen . Kapacitans C er standardkondensatoren med r, R2, R3 og R4 er ikke-induktive.

Bridge balance ligningerne er,

i1 = i3, og i2 = i4 + i_c,

V2 = i2.R3 og V3 = i3.R3

V1 = V2 + ic.r og V4 = V3 + jeg _c r

V1 = i1.R1 + i1.ω.L1 og V4 = i4.R4

Nu er spændingen V givet af,

Fra ovenstående kredsløb omdannes R2, R4 og sjælden i stjerneform, der omdannes til dets ækvivalente deltaform for at finde brobalansligningerne som vist i figuren nedenfor.

Elementerne i det tilsvarende delta er givet af,

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

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

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

Nu skifter R7 kilden, og derfor påvirker den ikke balancetilstanden. Således får vi en Maxwell-induktansbro ved at forsømme R7 og omarrangere et netværk som ovenfor i figur (b).

Således er ligningsligningen givet af

Lx = CR3R5 og

R1 = R3. (R5 / R6)

Ved at erstatte værdierne på R5 og R6 får vi det

Hvis den anvendte kondensator ikke er perfekt, forbliver induktansens værdi uændret, men værdien af ​​R1 ændres. Andersons brometode kan også bruges til at måle kondensatoren C, hvis der er en kalibreret selvinduktans.

Ovenstående ligning, som vi opnåede, er mere kompleks, end vi har opnået i Maxwell-broen. Ved at observere ovenstående ligninger kan vi let sige, at man for at opnå konvergens af balance lettere bør foretage alternative justeringer af R1 og r i Andersons bro.

Lad os nu se, hvordan vi eksperimentelt kan opnå værdien af ​​den ukendte induktor. Indstil først signalgeneratorens frekvens til det hørbare område. Juster nu R1 og r således, at hovedtelefonerne (nuldetektor) giver en minimal lyd. Mål værdierne for R1 og r (opnået efter disse justeringer) ved hjælp af multimeteret. Brug formlen, som vi har udledt ovenfor for at finde ud af værdien af ​​ukendt induktans. Eksperimentet kan gentages med den forskellige værdi af standardkondensatoren.

Fordele ved Andersons Bridge

• Den faste kondensator bruges, mens andre broer bruger en variabel kondensator.
• Broen bruges til nøjagtig bestemmelse af induktans i millimeterområdet.
• Denne bro giver også et nøjagtigt resultat til bestemmelse af kapacitans med hensyn til induktans.
• Broen er let at balancere set fra konvergens synspunkt sammenlignet med Maxwells bro i tilfælde af lave Q-værdier.

Ulemper ved Andersons Bridge

• Det er meget kompliceret end andre broer med hensyn til antallet af anvendte komponenter.
• Balance ligninger er også komplicerede at udlede.
• Broen kan ikke let afskærmes på grund af det ekstra knudepunkt for at undgå virkningerne af omstrejfende kapacitanser.

Anvendelser af Andersons Bridge

• Det bruges til at måle spoleens selvinduktans (L)
• For at finde værdien af ​​induktiv reaktans (XL) af spolen ved en bestemt frekvens

Af ovenstående oplysninger kan vi endelig konkludere, at en Andersons-bro er kendt for sin anvendelse, der måler selvinduktans fra et par mikro Henry til flere Henry præcist. Vi håber, at du har fået en bedre forståelse af dette koncept. Desuden er enhver tvivl om dette koncept eller til gennemføre elektriske og elektroniske projekter bedes du give dine værdifulde forslag ved at kommentere i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørgsmål til dig, Hvad er anvendelserne af AC-broer?