Pembinaan Litar Jambatan Anderson, Cara Kerja dan Aplikasinya

The litar jambatan digunakan untuk mengukur pelbagai nilai komponen seperti rintangan, kapasitansi, induktansi, dan lain-lain. Bentuk litar jambatan yang ringkas terdiri daripada rangkaian empat lengan rintangan / impedans yang membentuk litar tertutup. Sumber semasa digunakan untuk dua nod bertentangan dan pengesan semasa disambungkan ke dua nod yang tinggal. Artikel ini membincangkan kerja litar jambatan Andersons dan aplikasinya.

Litar jambatan menggunakan prinsip indikasi nol dan kaedah pengukuran perbandingan, ini juga dikenal sebagai 'Jambatan keseimbangan pada voltan sifar. Litar jambatan membandingkan nilai komponen yang tidak diketahui dengan komponen standard yang diketahui dengan tepat. Oleh itu, ketepatan kebanyakannya bergantung pada litar jambatan, bukan pada penunjuk nol.

Dari litar jambatan di atas, persamaan pengimbangan adalah

Jenis Jambatan yang berbeza

Dua jenis jambatan yang digunakan untuk mengukur nilai komponen. Mereka adalah jambatan D.C dan jambatan A.C.

Jambatan D.C adalah

• Jambatan batu gandum
• Jambatan Kelvin

Pelbagai jenis A.C Bridge adalah,

• Jambatan perbandingan induktansi
• Jambatan perbandingan kapasiti
• Jambatan Maxwell
• Ada jambatan
• Jambatan Anderson
• Jambatan Schering
• Jambatan Vienna

Jambatan A.C

Jambatan AC sering digunakan untuk mengukur nilai impedans yang tidak diketahui (induktansi diri / bersama induktor atau kapasitor kapasitor dengan tepat). Litar jambatan A.C terdiri daripada empat impedansi, sumber bekalan A.C dan pengesan seimbang. Pengesan keseimbangan yang biasanya digunakan untuk jambatan A.C adalah

• Fon kepala (pada frekuensi 250 Hz hingga 3 hingga 4 kHz)
• Litar penguat yang dapat ditala (untuk julat frekuensi 10HZ hingga 100Hz)
• Galvanometer getaran (untuk frekuensi jarak rendah dari 5Hz hingga 1000 Hz)

Tindak balas nol (keadaan keseimbangan jambatan) dapat diperoleh dengan memvariasikan salah satu lengan jambatan. Impedansi komponen adalah dalam bentuk kutub yang dapat mempunyai nilai magnitud dan sudut fasa. Untuk litar A.C yang ditunjukkan di atas, impedans boleh ditulis dari segi magnitud dan sudut fasa

Di mana Z1, Z2, Z3, Z4, adalah magnitud dan θ1, θ2, θ3, dan θ4 adalah sudut fasa. Produk dari semua impedansi mesti dilakukan dalam bentuk kutub di mana semua magnitud bertambah banyak dan sudut fasa harus ditambah.

Di sini, jambatan mesti seimbang untuk kedua-dua ukuran keadaan dan juga sudut fasa. Dari persamaan di atas dua syarat yang harus dipenuhi untuk keseimbangan jambatan. Menyamakan magnitud kedua-dua belah pihak, kita akan mendapat keadaan magnitud sebagai,

Z1.Z4 = Z2.Z3

Dan sudut fasa juga, θ1 + θ4 = θ2 + θ3

Sudut fasa adalah + ve impedansi induktif dan –ve untuk impedansi kapasitif.

Pembinaan dan Kerja Jambatan Andersons

Jambatan Anderson adalah jambatan A.C yang digunakan untuk mengukur induktansi diri gegelung. Ini memungkinkan untuk mengukur induktansi gegelung menggunakan kapasitor standard dan perintang. Ia tidak memerlukan pengimbangan jambatan berulang. Ini adalah modifikasi dari Maxwell's Bridge di mana nilai induktansi diri diperoleh dengan membandingkannya dengan kapasitor standard. Sambungan ditunjukkan di bawah.

Pembinaan dan Kerja Jambatan Andersons

Satu lengan jambatan terdiri daripada induktor Lx yang tidak diketahui dengan ketahanan yang diketahui secara bersiri dengan Lx. Rintangan R1 ini merangkumi rintangan induktor . Kapasitansi C adalah kapasitor standard dengan r, R2, R3, dan R4 yang tidak bersifat induktif.

Persamaan keseimbangan jambatan adalah,

i1 = i3, dan i2 = i4 + i_c,

V2 = i2.R3 dan V3 = i3.R3

V1 = V2 + ic.r dan V4 = V3 + i _c r

V1 = i1.R1 + i1.ω.L1 dan V4 = i4.R4

Sekarang voltan V diberikan oleh,

Dari litar di atas, R2, R4, dan jarang dalam bentuk bintang, yang diubah menjadi bentuk delta setara untuk mencari persamaan keseimbangan jambatan seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.

Unsur-unsur dalam delta setara diberikan oleh,

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

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

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

Sekarang R7 menjauhkan sumbernya, dan oleh itu ia tidak mempengaruhi keadaan keseimbangan. Oleh itu, dengan mengabaikan R7 dan menyusun semula rangkaian seperti rajah (b) di atas, kita mendapat jambatan induktansi Maxwell.

Oleh itu, persamaan keseimbangan diberikan oleh

Lx = CR3R5 dan

R1 = R3. (R5 / R6)

Menggantikan nilai R5 dan R6, kita akan dapat

Sekiranya kapasitor yang digunakan tidak sempurna, nilai induktansi tetap tidak berubah, tetapi nilai R1 berubah. Kaedah jambatan Anderson juga dapat digunakan untuk mengukur kapasitor C jika induktansi diri yang dikalibrasi tersedia.

Persamaan di atas yang kami perolehi lebih kompleks daripada yang kami perolehi di jambatan Maxwell. Dengan memerhatikan persamaan di atas, kita dapat dengan mudah mengatakan bahawa untuk mendapatkan penumpuan keseimbangan dengan lebih mudah, seseorang harus membuat penyesuaian alternatif R1 dan r di jambatan Anderson.

Sekarang mari kita lihat bagaimana kita dapat memperoleh nilai induktor yang tidak diketahui secara eksperimen. Pada mulanya, tetapkan frekuensi penjana isyarat pada julat yang dapat didengar. Sekarang atur R1 dan r sedemikian rupa sehingga fon kepala (null detector) memberikan bunyi minimum. Ukur nilai R1 dan r (diperoleh setelah penyesuaian ini) dengan bantuan multimeter. Gunakan formula yang telah kita hasilkan di atas untuk mengetahui nilai induktansi yang tidak diketahui. Eksperimen boleh diulang dengan nilai berbeza kapasitor standard.

Kelebihan Jambatan Andersons

• Kapasitor tetap digunakan, sedangkan jambatan lain menggunakan kapasitor berubah.
• Jambatan ini digunakan untuk menentukan tepat induktansi dalam julat milimeter.
• Jambatan ini juga memberikan hasil yang tepat untuk penentuan kapasitansi dari segi induktansi.
• Jambatan ini mudah diimbangkan dari sudut penumpuan berbanding dengan jambatan Maxwell sekiranya nilai Q rendah.

Kekurangan Jambatan Andersons

• Ia sangat rumit daripada jambatan lain dari segi jumlah komponen yang digunakan.
• Persamaan baki juga sukar diperoleh.
• Jambatan tidak dapat dilindungi dengan mudah kerana titik persimpangan tambahan, untuk mengelakkan kesan kapasitansi sesat.

Aplikasi Jambatan Andersons

• Ia digunakan untuk mengukur induktansi diri gegelung (L)
• Untuk mencari nilai reaktansi induktif (XL) gegelung pada frekuensi tertentu

Dari maklumat di atas, akhirnya, kita dapat menyimpulkan bahawa jambatan Andersons terkenal dengan aplikasinya yang mengukur induktansi diri dari beberapa mikro Henry hingga beberapa Henry dengan tepat. Kami harap anda mendapat pemahaman yang lebih baik mengenai konsep ini. Selanjutnya, terdapat keraguan mengenai konsep ini atau melaksanakan projek elektrik dan elektronik tolong, berikan cadangan berharga anda dengan memberi komen di bahagian komen di bawah. Inilah soalan untuk anda, Apakah aplikasi jambatan AC?