브리지 네트워크

아래의 예제 회로를 클릭하거나 탭하여 TINACloud를 호출하고 대화식 DC 모드를 선택하여 온라인으로 분석하십시오.
예제를 편집하거나 자체 회로를 생성하려면 TINACloud에 저가의 액세스 권한을 얻으십시오.

1. DC 브릿지 네트워크

DC 브리지는 정밀한 저항 측정을위한 전기 회로입니다. 가장 잘 알려진 교량 회로는 찰스 휘트 스톤 경의 이름을 딴 휘트 스톤 교량입니다 (1802년 – 1875년), an 영어 물리학 자 및 발명가.

휘트 스톤 브리지 회로는 아래 그림에 나와 있습니다. 이 회로의 흥미로운 특징은 반대 저항 (R1R4 및 R2R3)의 proyduct가 동일하면 중간 분기의 전류와 전압이 1이며 브리지가 균형을 이룬다는 것입니다. 2 개의 저항 중 3 개 (R4, RXNUMX, RXNUMX, RXNUMX)를 알고 있으면 XNUMX 번째 저항의 저항을 결정할 수 있습니다. 실제로 중간 브랜치의 전압계 또는 전류계가 XNUMX이 될 때까지 XNUMX 개의 교정 저항이 조정됩니다.

휘트 스톤 브리지

균형 상태를 증명합시다.

균형이 맞으면 R1과 R3의 전압이 같아야합니다.

따라서

R₁ R₃+R₁ R₄ = R₁ R₃ + R₂ R₃

용어 R 이후₁ R₃ 방정식의 양쪽에 나타나면 빼고 균형 상태를 얻습니다.

R₁ R₄ = R₂ R₃

TINA에서는 변경할 구성 요소에 단축키를 할당하여 브리지 균형 조정을 시뮬레이션 할 수 있습니다. 이렇게하려면 구성 요소를 두 번 클릭하고 단축키를 지정하십시오. 기능 키를 화살표 또는 대문자 (예 : A는 증가시키고 다른 문자 (예 : S는 증가)를 사용하여 값 및 말 1 증가)를 사용하십시오. 이제 프로그램이 대화식 모드 인 경우 (DC 단추를 누름) 해당 핫키로 구성 요소의 값을 변경할 수 있습니다. 구성 요소를 두 번 클릭하고 아래 대화 상자의 오른쪽에있는 화살표를 사용하여 값을 변경할 수도 있습니다.

예

R의 값을 구합니다_x 휘트 스톤 브리지가 균형 잡혀 있다면 R₁ = 5 옴, R₂ = 8 옴,

R₃ = 10 옴.

R의 규칙_x

TINA로 확인 :

이 회로 파일을로드 한 경우 DC 버튼을 누르고 A 키를 몇 번 눌러 브리지의 균형을 맞추고 해당 값을 확인하십시오.

2. AC 브리지 네트워크

저항 대신 임피던스를 사용하여 AC 회로에 동일한 기술을 사용할 수도 있습니다.

이 경우

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

다리가 균형을 잡을 것입니다.

다리가 균형을 이룬다면 Z_1, Z₂ , Z₃ 알려져있다.

Z₄ = Z₂ Z₃ / Z₁

AC 브리지를 사용하면 임피던스뿐만 아니라 저항, 커패시턴스, 인덕턴스 및 주파수까지 측정 할 수 있습니다.

복소수를 포함하는 방정식은 절대 값과 위상에 대해 두 개의 실제 방정식을 의미하기 때문에 or 실제 및 가상 부품) 균형 AC 회로는 일반적으로 두 개의 작동 버튼이 필요하지만 AC 브리지의 균형을 맞추면 두 개의 수량을 동시에 찾을 수 있습니다. 재미있게 많은 AC 브리지의 밸런스 조건은 주파수와 무관합니다. 다음으로 우리는 가장 잘 알려진 다리를 소개합니다.

Schering – 브리지 : 직렬 손실이있는 커패시터 측정.

다음과 같은 경우 브리지 균형이 조정됩니다.

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

우리의 경우 :

곱셈 후 :

실수 부와 허수 부가 모두 같으면 방정식이 충족됩니다.

우리 다리에서는 C와 R 만_x 알 수 없습니다. 그것들을 찾으려면 다리의 다른 요소를 변경해야합니다. 가장 좋은 해결책은 R을 바꾸는 것입니다₄ 및 C₄ 미세 조정을 위해, 그리고 R₂ 및 C₃ 측정 범위를 설정합니다.

우리의 경우에는 수치 적으로 :

주파수와 무관하다.

Maxwell Bridge : 병렬 손실이있는 커패시터 측정

커패시터 C의 값을 구합니다₁ 및 그것의 병렬 손실 R₁ if 주파수 f = 159 Hz.

균형 상태 :

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

이 경우 :

곱셈 후의 실제 및 가상 부분 :

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

그리고 여기에서 균형 상태 :

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

다음 그림에서 이러한 C 값으로₁ 및 R₁ 현재는 정말로 제로.

헤이 브리지 : 직렬 손실로 인덕턴스 측정

인덕턴스 L 측정₁ 직렬 손실 R₄.

다리는 균형이 잡힌 경우

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

곱한 후 실제 부분과 가상 부분은 다음과 같습니다.

R에 대한 두 번째 방정식을 풉니 다₄첫 번째 기준으로 대체하고 L을 구하십시오.₁, R에 대한 표현식으로 대체하십시오.₄:

이 기준은 주파수에 따라 다릅니다. 그들은 하나의 주파수에만 유효합니다!

수치 적으로 :

TINA로 결과 확인 :

빈-로빈슨 브리지 : 주파수 측정

브리지로 주파수를 어떻게 측정 할 수 있습니까?

빈-로빈슨 다리에서 균형 조건을 찾으십시오.

다리는 균형이 잡힌 경우 R₄ ּ (R₁ + 1 / j w C₁ ) = R₂ ּ R₃ / (1 + j w C₃ R₃)

곱셈 후와 실수 부와 허수 부의 평등 요구 사항에서 :

If C₁ = C₃ = C 과 R₁ = R₃ = R R이면 다리의 균형이 잡 힙니다₂ = 2R₄ 및 각 주파수 :

`

TINA로 결과 확인 :