BRIDGE NETWORKS

Voit käynnistää TINACloudin valitsemalla tai napauttamalla alla olevia esimerkkipiirejä ja valitsemalla Interactive DC -tilan niiden analysoimiseksi verkossa.
Saat edullisen pääsyn TINACloudiin muokata esimerkkejä tai luoda omia piirejäsi

1. DC-siltojen verkot

DC-silta on sähköpiiri vastuksen tarkkaan mittaamiseen. Tunnetuin siltapiiri on Wheatstone-silta, jonka nimi on Sir Charles Wheatstone (1802 - 1875), an Englanti fyysikko ja keksijä.

Wheatstone-siltapiiri on esitetty alla olevassa kuvassa. Tämän piirin mielenkiintoinen piirre on, että jos vastakkaisten vastusten (R1R4 ja R2R3) produktit ovat yhtä suuret, keskimmäisen haaran virta ja jännite on nolla, ja sanomme, että silta on tasapainossa. Jos kolme neljästä vastuksesta (R1, R2, R3, R4) tunnetaan, voimme määrittää neljännen vastuksen resistanssin. Käytännössä kolme kalibroitua vastusta säädetään, kunnes keskihaaran volttimittari tai ampeerimittari lukee nollan.

Vehnänkiven sillat

Otetaan todistamaan tasapainon tila.

Kun tasapaino on, R1: n ja R3: n jännitteiden on oltava yhtä suuret:

siksi

R₁ R₃+R₁ R₄ = R₁ R₃ + R₂ R₃

Koska termi R₁ R₃ näkyy yhtälön molemmilla puolilla, se voidaan vähentää ja saamme tasapainotilan:

R₁ R₄ = R₂ R₃

TINA: ssa voit simuloida sillan tasapainottamista osoittamalla pikanäppäimet muutettaviin komponentteihin. Tätä varten kaksoisnapsauta komponenttia ja määritä pikanäppäin. Käytä toimintonäppäintä nuolilla tai isolla kirjaimella, esim. A lisätäksesi, ja toista kirjainta, esim. S vähentääksesi sanan arvoa ja lisäystä. Nyt kun ohjelma on interaktiivisessa tilassa (DC-painiketta painetaan), sinä voi muuttaa komponenttien arvoja vastaavilla pikanäppäimillä. Voit myös kaksoisnapsauttaa mitä tahansa komponenttia ja muuttaa arvoa alla olevan valintaikkunan oikealla puolella olevilla nuolilla.

esimerkki

Etsi R: n arvo_x jos Wheatstone-silta on tasapainoinen. R₁ = 5 ohm, R₂ = 8 ohm,

R₃ = 10 ohm.

Sääntö R: lle_x

Tarkastus TINA: lla:

Jos olet ladannut tämän piiritiedoston, paina DC-painiketta ja paina A-näppäintä muutaman kerran tasapainottaaksesi siltaa ja nähdäksesi vastaavat arvot.

2. AC-SIDEN VERKOT

Samaa tekniikkaa voidaan käyttää myös vaihtovirtapiireihin yksinkertaisesti käyttämällä impedansseja resistanssien sijasta:

Tässä tapauksessa kun

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

silta on tasapainossa.

Jos silta on tasapainossa ja esimerkiksi Z_1, Z₂ , Z₃ ovat tunnettuja

Z₄ = Z₂ Z₃ / Z₁

AC-siltaa käyttämällä voit mitata paitsi impedanssin myös resistanssin, kapasitanssin, induktanssin ja jopa taajuuden.

Koska yhtälöt, jotka sisältävät monimutkaisia ​​määriä, tarkoittavat kahta todellista yhtälöä (absoluuttisille arvoille ja vaiheille or todelliset ja kuvitteelliset osat) tasapainotus vaihtovirtapiiri tarvitsee normaalisti kaksi käyttöpainiketta, mutta myös kaksi määrää voidaan löytää samanaikaisesti tasapainottamalla vaihtovirtasiltaa. Mielenkiintoista monien vaihtovirtasiltojen tasapaino-olosuhteet ovat riippumattomia taajuudesta. Seuraavassa esittelemme tunnetuimpia siltoja, joista jokainen on nimetty keksijänsä / keksijöidensä mukaan.

Schering - silta: kondensaattoreiden mittaaminen sarjahäviöillä.

Silta tasapainottuu, jos:

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

Meidän tapauksessamme:

kertolaskun jälkeen:

Kaava on tyytyväinen, jos sekä todellinen että kuvitteellinen osa ovat yhtä suuret.

Siltamme vain C ja R_x ovat tuntemattomia. Niiden löytämiseksi meidän on vaihdettava sillan erilaisia ​​elementtejä. Paras ratkaisu on muuttaa R₄ Ja C₄ hienosäätöä varten ja R₂ Ja C₃ asettaaksesi mittausalueen.

Numeerisesti tapauksessamme:

riippumatta taajuudesta.

Maxwell-silta: kondensaattorien mittaus rinnakkaishäviöillä

Löydä kondensaattorin C arvo₁ ja sen rinnakkaistappio R₁ if taajuus f = 159 Hz.

Tasapainon edellytys:

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

Tässä tapauksessa:

Oikea ja kuvitteellinen osa kertolaskun jälkeen:

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

Ja tästä lähtien tasapainotila:

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

Seuraavassa kuvassa voit nähdä, että näillä C-arvoilla₁ Ja R₁ nykyinen on todella nolla.

Heinisilta: induktanssien mittaaminen sarjahäviöllä

Mittaa induktanssi L₁ sarjahäviö R₄.

Silta on tasapainossa, jos

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

Kertomuksen jälkeen todellinen ja kuvitteellinen osa ovat:

Ratkaise toinen yhtälö R: lle₄korvata se ensimmäisillä perusteilla, ratkaista L: lle₁ja korvaa se R: n ilmaisuksi₄:

Nämä perusteet ovat taajuusriippuvaisia; ne ovat voimassa vain yhden taajuuden!

Numeerisesti:

Tuloksen tarkistaminen TINA: lla:

Wien-Robinson-silta: mittaustaajuus

Kuinka voit mitata taajuutta sillan avulla?

Löydä olosuhteet tasapainoon Wien-Robinson-sillassa.

Silta on tasapainossa, jos R₄ ּ (R₁ + 1 / j w C₁ ) = R₂ ּ R₃ / (1 + j w C₃ R₃)

Kertomuksen jälkeen ja todellisen ja kuvitteellisen osan tasa-arvoisuuden vaatimuksesta:

If C₁ = C₃ = C ja R₁ = R₃ = R silta on tasapainossa, jos R₂ = 2R₄ ja kulmataajuus:

`

Tuloksen tarkistaminen TINA: lla: