Dapatkan akses biaya rendah ke TINACloud untuk mengedit contoh atau membuat sirkuit Anda sendiri
1. JARINGAN BRIDGE DC
Jembatan DC adalah sirkuit listrik untuk pengukuran resistensi yang tepat. Sirkuit jembatan yang paling terkenal adalah jembatan Wheatstone, dinamai setelah Sir Charles Wheatstone (1802 - 1875), an Inggris fisikawan dan penemu.
Sirkuit jembatan Wheatstone ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Fitur menarik dari rangkaian ini adalah bahwa jika proyducts dari resistensi yang berlawanan (R1R4 dan R2R3) adalah sama, arus dan tegangan cabang tengah adalah nol, dan kami mengatakan bahwa jembatan seimbang. Jika tiga dari empat resistor (R1, R2, R3, R4) diketahui, kita dapat menentukan resistansi dari resistor keempat. Dalam praktiknya, tiga resistor yang dikalibrasi disesuaikan hingga voltmeter atau ammeter di cabang tengah membaca nol.
Jembatan Wheatstone
Mari kita buktikan kondisi keseimbangan.
Ketika seimbang, tegangan pada R1 dan R3 harus sama:
karena itu
R1 R3+R1 R4 = R1 R3 + R2 R3
Sejak istilah R1 R3 muncul di kedua sisi persamaan, dapat dikurangi dan kami mendapatkan kondisi keseimbangan:
R1 R4 = R2 R3
Di TINA Anda dapat mensimulasikan penyeimbangan jembatan dengan menetapkan tombol pintas ke komponen yang akan diubah. Untuk melakukan ini, klik dua kali pada komponen dan tetapkan hotkey. Gunakan tombol fungsi dengan panah atau huruf kapital, mis. A untuk menambah dan huruf lain, mis. S untuk mengurangi nilai dan selisih kata 1. Sekarang ketika program berada dalam mode interaktif, (tombol DC ditekan) Anda dapat mengubah nilai komponen dengan hotkey yang sesuai. Anda juga dapat mengklik dua kali pada komponen apa pun dan menggunakan panah di sisi kanan dialog di bawah ini untuk mengubah nilainya.
Contoh
Temukan nilai Rx jika jembatan Wheatstone seimbang. R1 = 5 ohm, R2 = 8 ohm,
R3 = 10 ohm.
Aturan untuk Rx
Memeriksa dengan TINA:
Jika Anda telah memuat file sirkuit ini, tekan tombol DC dan tekan tombol A beberapa kali untuk menyeimbangkan jembatan dan melihat nilai yang sesuai.
2. JARINGAN AC BRIDGE
Teknik yang sama juga dapat digunakan untuk sirkuit AC, hanya dengan menggunakan impedansi alih-alih hambatan:
Dalam hal ini, kapan
Z1 Z4 = Z2 Z3
jembatan akan seimbang.
Jika jembatan seimbang dan misalnya Z1, Z2 , Z3 dikenal
Z4 = Z2 Z3 / Z1
Menggunakan jembatan AC, Anda dapat mengukur tidak hanya impedansi, tetapi juga hambatan, kapasitansi, induktansi, dan bahkan frekuensi.
Karena persamaan yang mengandung jumlah kompleks berarti dua persamaan nyata (untuk nilai dan fase absolut or bagian nyata dan imajiner) menyeimbangkan sirkuit AC biasanya membutuhkan dua tombol operasi tetapi juga dua kuantitas dapat ditemukan secara bersamaan dengan menyeimbangkan jembatan AC. Menariknya kondisi keseimbangan banyak jembatan AC tidak tergantung pada frekuensi. Berikut ini kami akan memperkenalkan jembatan paling terkenal, masing-masing dinamai menurut penemunya.
Schering - bridge: mengukur kapasitor dengan rugi-rugi seri.
Jembatan akan seimbang jika:
Z1 Z4 = Z2 Z3
Dalam kasus kami:
setelah multiplikasi:
Persamaan akan terpenuhi jika bagian nyata dan imajiner sama.
Di jembatan kami, hanya C dan Rx tidak diketahui. Untuk menemukannya, kita harus mengubah elemen jembatan yang berbeda. Solusi terbaik adalah mengubah R4 dan C4 untuk fine-tuning, dan R2 dan C3 untuk mengatur rentang pengukuran.
Secara numerik dalam kasus kami:
tidak tergantung pada frekuensi.
At nilai yang dihitung saat ini sama dengan nol.
Maxwell bridge: mengukur kapasitor dengan kerugian paralel
Temukan nilai kapasitor C1 dan kerugian paralelnya R1 if frekuensi f = 159 Hz.
Kondisi keseimbangan:
Z1Z4 = Z2Z3
Untuk kasus ini:
Bagian nyata dan imajiner setelah penggandaan:
R1*R4 + j w L1*R1 = R2*R3 + j w R1 R2 R3C1
Dan dari sini kondisi keseimbangan:
Secara numerik R1 = 103* 103/ 103 = 1 kohm, C1 = 10-3/ 106 = 1 nF
Pada gambar berikutnya Anda dapat melihat bahwa dengan nilai C ini1 Dan R1 saat ini sebenarnya nol.
Hay bridge: mengukur induktansi dengan deret rugi seri
Ukur induktansi L1 dengan seri loss R4.
Jembatan seimbang jika
Z1Z4 = Z2Z3
Setelah dikalikan, bagian nyata dan imajiner adalah:
Memecahkan persamaan kedua untuk R4, gantikan dengan kriteria pertama, pecahkan untuk L1, dan ganti menjadi ekspresi untuk R4:
Kriteria ini bergantung pada frekuensi; mereka hanya valid untuk satu frekuensi!
Secara numerik:
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]
#Mari kita sederhanakan pencetakan yang rumit
#angka untuk transparansi yang lebih baik:
cp= lambda Z : “{:.8f}”.format(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)
mencetak(“L=”,cp(L))
mencetak(“R=”,cp(R))
Memeriksa hasilnya dengan TINA:
Jembatan Wien-Robinson: mengukur frekuensi
Bagaimana Anda bisa mengukur frekuensi dengan jembatan?
Temukan kondisi keseimbangan di jembatan Wien-Robinson.
Jembatan seimbang jika R4 ּ (R1 + 1 / j w C1 ) = R2 ּ R3 / (1 + j w C3 R3)
Setelah penggandaan dan dari persyaratan persamaan bagian nyata dan imajiner:
If C1 = C3 = C dan R1 = R3 = R jembatan akan seimbang jika R2 = 2R4 dan frekuensi sudut:
Memeriksa hasilnya dengan TINA:
{Klik dua kali di sini untuk memanggil juru bahasa}
w:=1/(R1*C1)
f:=w/(2*pi)
f=[159.1549]
impor matematika sebagai m
w=1/(R1*C1)
f=w/(2*m.pi)
mencetak(“f= %.4f”%f)