BRIDGE NETWORKS

Klõpsake või puudutage allpool asuvaid näidisahelaid, et kutsuda TINACloud ja valige interaktiivne alalisrežiim nende analüüsimiseks võrgus.
Saate madala hinnaga juurdepääsu TINACloud'ile, et muuta näiteid või luua oma ahelaid

1. DC sillavõrgud

Alalisvoolu sild on takistuste täpseks mõõtmiseks mõeldud elektriskeem. Tuntuim sild on Circatstone'i sild, mis on nimetatud Sir Charles Wheatstone järgi (1802–1875), an Inglise füüsik ja leiutaja.

Wheatstone'i silla vooluring on näidatud alloleval joonisel. Selle vooluahela huvitav omadus on see, et kui vastupidiste takistuste (R1R4 ja R2R3) produktid on võrdsed, on keskmise haru vool ja pinge null ning me ütleme, et sild on tasakaalus. Kui neljast takistist kolm (R1, R2, R3, R4) on teada, saame määrata neljanda takisti takistuse. Praktikas reguleeritakse kolme kalibreeritud takisti seni, kuni keskmise haru voltmeeter või ampermeeter loeb nulli.

Nisukivi sillad

Tõestame tasakaalu tingimuse.

Tasakaalu korral peavad R1 ja R3 pinged olema võrdsed:

seetõttu

R₁ R₃+R₁ R₄ = R₁ R₃ + R₂ R₃

Alates terminist R₁ R₃ kuvatakse võrrandi mõlemal küljel, selle saab lahutada ja saame tasakaalu tingimuse:

R₁ R₄ = R₂ R₃

TINA-s saate simuleerida silla tasakaalustamist, määrates kiirklahvid muudetavatele komponentidele. Selleks topeltklõpsake komponenti ja määrake kiirklahv. Kasutage funktsiooniklahvi nooltega või suure tähega, nt A, et suurendada, ja teist tähte, nt S, et vähendada värtust ja sõna juurdekasvu 1. Nüüd, kui programm on interaktiivses režiimis (DC nuppu vajutades), saab muuta komponentide väärtusi vastavate kiirklahvidega. Samuti saate topeltklõpsuga suvalisel komponendil ja väärtuse muutmiseks kasutada allpool asuva dialoogi paremas servas olevaid nooli.

Näide

Leidke R väärtus_x kui Wheatstone'i sild on tasakaalus. R₁ = 5 ohm, R₂ = 8 ohm,

R₃ = 10 ohm.

Reegel R_x

Kontrollimine TINA-ga:

Kui olete selle vooluringifaili laadinud, vajutage silla tasakaalustamiseks ja vastavate väärtuste nägemiseks DC nuppu ja vajutage mitu korda A-klahvi.

2. AC SIDU VÕRGUD

Sama tehnikat saab kasutada ka vahelduvvooluahelate jaoks, kasutades takistuste asemel lihtsalt takistusi:

Sel juhul kui

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

sild on tasakaalus.

Kui sild on tasakaalus ja näiteks Z_1, Z₂ , Z₃ on teada

Z₄ = Z₂ Z₃ / Z₁

Vahelduvvoolu silla abil saate mõõta mitte ainult takistust, vaid ka takistust, mahtuvust, induktiivsust ja isegi sagedust.

Kuna keerulisi koguseid sisaldavad võrrandid tähendavad kahte reaalset võrrandit (absoluutväärtuste ja faaside jaoks) or reaalsed ja kujuteldavad osad) tasakaalustamine vahelduvvooluahel vajab tavaliselt kahte juhtnuppu, kuid vahelduvvoolu silla tasakaalustamisega võib leida ka kaks kogust. Huvitav paljude vahelduvvoolu sildade tasakaalutingimused ei sõltu sagedusest. Järgnevalt tutvustame kõige tuntumaid sildu, millest igaüks on nimetatud oma leiutaja (te) järgi.

Schering-sild: kondensaatorite mõõtmine jadakaoga.

Sild on tasakaalus, kui:

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

Meie puhul:

pärast korrutamist:

Võrrand on rahul, kui nii reaalne kui ka kujuteldav osa on võrdsed.

Meie sillas on ainult C ja R_x pole teada. Nende leidmiseks peame muutma erinevaid silla elemente. Parim lahendus on R muutmine₄ ja C₄ täpsustamiseks ja R₂ ja C₃ mõõtmisvahemiku seadmiseks.

Meie puhul numbriliselt:

sõltumata sagedusest.

Maxwelli sild: kondensaatorite mõõtmine paralleelkaoga

Leidke kondensaatori C väärtus₁ ja selle paralleelkaotus R₁ if sagedus f = 159 Hz.

Tasakaalu tingimus:

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

Sel juhul:

Tegelikud ja kujuteldavad osad pärast korrutamist:

R₁*R₄ + j w L₁*R₁ = R₂*R₃ + j w R₁ R₂ R₃C₁

Ja siit edasi tasakaalu tingimus:

Arvuliselt R₁ = 10³* 10³/ 10³ = 1 kohm, C₁ = 10^-3/ 10⁶ = 1 nF

Järgmisel joonisel näete, et nende C väärtuse korral₁ ja R₁ praegune on tõesti null.

Heinasild: induktiivsuste mõõtmine jadakaoga

Mõõda induktiivsus L₁ seeriakahjustusega R₄.

Sild on tasakaalus, kui

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

Pärast korrutamist on tegelik ja kujutletav osa:

Lahendage R teine ​​võrrand₄, asendage see esimeseks kriteeriumiks ja lahendage L₁ja asenda see R-i väljendiks₄:

Need kriteeriumid sõltuvad sagedusest; need kehtivad ainult ühe sageduse jaoks!

Arvuliselt:

Tulemuse kontrollimine TINA-ga:

Wien-Robinsoni sild: sageduse mõõtmine

Kuidas sagedust sillaga mõõta?

Leidke Wien-Robinsoni silla tasakaalutingimused.

Sild on tasakaalus, kui R₄ ּ (R₁ + 1 / j w C₁ ) = R₂ ּ R₃ / (1 + j w C₃ R₃)

Pärast korrutamist ning tegeliku ja kujuteldava osa võrdsuse nõuet:

If C₁ = C₃ = C ja R₁ = R₃ = R sild on tasakaalus, kui R₂ = 2R₄ ja nurkade sagedus:

`

Tulemuse kontrollimine TINA-ga: