HÁLÓZATI HÁLÓZATOK

A TINACloud meghívásához kattintson az alábbiakra vagy érintse meg az alábbi példa áramköröket, és válassza ki az Interaktív DC módot az online elemzéshez.
Találjon alacsony költségű hozzáférést a TINACloudhoz a példák szerkesztéséhez vagy saját áramkörök létrehozásához

BODE PLOTS

MEGFELELŐ CIRCUITS

1. DC HÁLÓ HÁLÓZATOK

Az egyenáramú híd egy elektromos áramkör az ellenállás pontos mérésére. A legismertebb híd-áramkör a Wheatstone-híd, Sir Charles Wheatstone (1802–1875), an Angol fizikus és feltaláló.

A Wheatstone hídáramkört az alábbi ábra mutatja. Ennek az áramkörnek az érdekes tulajdonsága, hogy ha az ellenkező ellenállások (R1R4 és R2R3) produktumai azonosak, akkor a középső ág árama és feszültsége nulla, és azt mondjuk, hogy a híd kiegyensúlyozott. Ha a négy ellenállás közül három (R1, R2, R3, R4) ismert, meghatározhatjuk a negyedik ellenállás ellenállását. A gyakorlatban a három kalibrált ellenállást úgy kell beállítani, hogy a középső ágban a voltmérő vagy ampermérő nulla legyen.

Búzaköves hidak

Bizonyítsuk be az egyensúly feltételét.

Ha egyensúlyban van, az R1 és R3 feszültségeinek egyenlőnek kell lenniük:

ebből adódóan

R₁R₃+R₁ R₄ = R₁ R₃ + R₂ R₃

Az R₁ R₃ megjelenik az egyenlet mindkét oldalán, kivonható és így kapjuk az egyensúly feltételét:

R₁ R₄ = R₂ R₃

A TINA-ban szimulálhatja a híd kiegyensúlyozását, ha gyorsbillentyűket rendel hozzá a megváltoztatandó komponensekhez. Ehhez kattintson duplán egy összetevőre, és rendeljen hozzá egy gyorsbillentyűt. Használjon funkcióbillentyűt a nyilakkal vagy nagybetűvel, pl. A a növekedéshez, és egy másik betűt, pl. S az érték csökkentéséhez és a mondás növekedéséhez. Most, amikor a program interaktív módban van (a DC gombot megnyomja), akkor megváltoztathatja az alkatrészek értékeit a hozzájuk tartozó gyorsbillentyűkkel. Ezenkívül duplán kattinthat bármely elemre is, és az érték megváltoztatásához használja az alábbi párbeszédpanel jobb oldalán található nyilakat.

Példa

Keresse meg R értékét_x ha a Wheatstone-híd kiegyensúlyozott. R₁ = 5 ohm, R₂ = 8 ohm,

R₃ = 10 ohm.

Az R szabály_x

Ellenőrzés a TINA-val:

Kattintson az / áramkörre a fenti áramkörre az on-line elemzéshez, vagy kattintson erre a hivatkozásra a Windows alatt mentéshez

Ha betöltötte ezt az áramköri fájlt, nyomja meg a DC gombot és nyomja meg néhányszor az A gombot a híd kiegyensúlyozása és a megfelelő értékek megtekintéséhez.

2. AC HIDÓ HÁLÓZATOK

Ugyanez a technika alkalmazható az AC áramkörökre is, egyszerűen impedanciák alkalmazásával ellenállás helyett:

Ebben az esetben mikor

Z₁Z₄ = Z₂ Z₃

a híd kiegyensúlyozott lesz.

Ha a híd kiegyensúlyozott és például Z_1,Z₂ , Z₃ismertek

Z₄ = Z₂ Z₃ / Z₁

Váltóáramú híd segítségével nemcsak az impedanciát, hanem az ellenállást, a kapacitást, az induktivitást és a frekvenciát is meg lehet mérni.

Mivel az összetett mennyiségeket tartalmazó egyenletek két valós egyenletet jelentnek (az abszolút értékek és a fázisok esetében) or valós és képzeletbeli részek) kiegyensúlyozó egy váltóáramú áramkörnek általában két működtető gombra van szüksége, de két mennyiség ugyanakkor megtalálható egy váltakozó áramú híd kiegyensúlyozásával is. Érdekes módon sok váltóáramú hidak egyensúlyi állapota független a frekvenciától. Az alábbiakban bemutatjuk a legismertebb hidakat, amelyek mindegyikét feltalálójuk (k) nak nevezték el.

Schering-bridge: kondenzátorok mérése soros veszteséggel.

Keresse meg a C értéket úgy, hogy az ampermérõ nulla legyen a Schering-hídban. f = 1 kHz.

A híd kiegyensúlyozott lesz, ha:

Z₁Z₄ = Z₂ Z₃

A mi esetünkben:

szorzás után:

Az egyenlet akkor teljesül, ha mind a valós, mind a képzeletbeli részek megegyeznek.

A hídon csak C és R_x ismeretlenek. Ahhoz, hogy megtaláljuk őket, meg kell változtatnunk a híd különféle elemeit. A legjobb megoldás az R megváltoztatása₄ és C₄ finomhangoláshoz, és R₂ és C₃ a mérési tartomány beállításához.

Számukra a mi esetünkben:

a frekvenciától függetlenül.

Kattintson az / áramkörre a fenti áramkörre az on-line elemzéshez, vagy kattintson erre a hivatkozásra a Windows alatt mentéshez

At a számított értékek az áram nulla.

Maxwell híd: kondenzátorok mérése párhuzamos veszteséggel

Keresse meg a C kondenzátor értékét₁ és párhuzamos vesztesége R₁ if az f = 159 Hz frekvencia.

Az egyensúly feltétele:

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

Ebben az esetben:

A valós és képzeletbeli részek szorzás után:

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

És innen az egyensúly feltétele:

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

A következő ábrán láthatja, hogy ezekkel a C értékkel₁ és R₁ a jelenlegi valójában nulla.

Kattintson az / áramkörre a fenti áramkörre az on-line elemzéshez, vagy kattintson erre a hivatkozásra a Windows alatt mentéshez

Szénahíd: induktivitások mérése soros veszteséggel

Mérjük meg az L induktivitást₁ soros veszteséggel R₄.

A híd kiegyensúlyozott, ha

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

A szorzás után a valós és képzeletbeli részek a következők:

Oldja meg az R második egyenletét₄helyettesítse az első kritériumokkal, megoldja L-re₁, és helyettesítsük azt az R kifejezésre₄:

Ezek a kritériumok gyakoriságtól függnek; csak egy frekvenciára érvényesek!

Számszerűen:

Tolmács használata:
om: = VSW
L:=C1*R2*R3 / (1+om*om*C1*C1*R1*R1)
R:=om*om*R1*R2*R3*C1*C1 / (1+om*om*C1*C1*R1*R1)
L = [5.94070853]
R = [59.2914717]

#Python megoldása
#Egyszerűsítsük az összetett nyomtatását
#számok a nagyobb átláthatóság érdekében:
cp= lambda Z : "{:.8f}".formátum(Z)
om=Vsw
L=C1*R2*R3/(1+om**2*C1**2*R1**2)
R=om**2*R1*R2*R3*C1**2/(1+om**2*C1**2*R1**2)
print("L=",cp(L))
nyomtatás ("R=", cp(R))

Az eredmény ellenőrzése a TINA segítségével: