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 브리지 네트워크

DC 브리지는 저항을 정밀하게 측정하기 위한 전기 회로입니다. 가장 잘 알려진 브리지 회로는 Charles Wheatstone 경의 이름을 딴 Wheatstone 브리지입니다.1802 – 1875), an 영어 물리학 자 및 발명가.

휘트스톤 브리지 회로는 아래 그림에 나와 있습니다. 이 회로의 흥미로운 특징은 반대 저항(R1R4 및 R2R3)의 생성물이 동일하면 중간 분기의 전류와 전압이 1이며 브리지가 균형을 이룬다고 말합니다. 2개의 저항 중 3개(R4, RXNUMX, RXNUMX, RXNUMX)를 알고 있으면 네 번째 저항의 저항을 결정할 수 있습니다. 실제로 XNUMX개의 교정된 저항기는 중간 분기의 전압계 또는 전류계가 XNUMX이 될 때까지 조정됩니다.

휘트스톤 브리지

균형의 조건을 증명해보자.

균형이 잡혀 있을 때 R1과 R3의 전압은 동일해야 합니다.

따라서

R₁ R₃+R₁ R₄ = R₁ R₃ + R₂ R₃

R이라는 용어 이후₁ R₃ 방정식의 양쪽에 나타나면 이를 빼면 균형 조건을 얻을 수 있습니다.

R₁ R₄ = R₂ R₃

TINA에서는 변경할 구성 요소에 단축키를 할당하여 브리지 균형을 시뮬레이션할 수 있습니다. 이렇게 하려면 구성 요소를 두 번 클릭하고 단축키를 할당합니다. 화살표나 대문자(예: A는 증가하고 다른 문자(예: S)와 함께 기능 키를 사용하여 값을 감소시키고 1씩 증가시킵니다. 이제 프로그램이 대화형 모드에 있을 때(DC 버튼을 누를 때) 해당 단축키를 사용하여 구성 요소의 값을 변경할 수 있습니다. 또한 구성 요소를 두 번 클릭하고 아래 대화 상자 오른쪽에 있는 화살표를 사용하여 값을 변경할 수도 있습니다.

예

R의 가치를 찾아보세요_x 휘트 스톤 브리지가 균형 잡혀 있다면 R₁ = 5 옴, R₂ = 8 옴,

R₃ = 10 옴.

R에 대한 규칙_x

TINA로 확인하기 :

이 회로 파일을 로드한 경우 DC 버튼을 누르고 A 키를 몇 번 눌러 브리지의 균형을 맞추고 해당 값을 확인합니다.

2. AC 브리지 네트워크

저항 대신 임피던스를 사용하면 동일한 기술을 AC 회로에도 사용할 수 있습니다.

이 경우, 언제

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

브리지는 균형을 이룰 것입니다.

예를 들어 브리지가 균형을 이루고 있는 경우 Z_1, Z₂ , Z₃ 알려져있다.

Z₄ = Z₂ Z₃ / Z₁

AC 브리지를 사용하면 임피던스뿐만 아니라 저항, 커패시턴스, 인덕턴스, 심지어 주파수까지 측정할 수 있습니다.

복소수를 포함하는 방정식은 두 개의 실수 방정식을 의미하므로(절대값과 위상에 대해) or 실수부와 허수부) 균형 조정 AC 회로에는 일반적으로 두 개의 작동 버튼이 필요하지만 AC 브리지의 균형을 맞춰 두 개의 수량을 동시에 찾을 수도 있습니다. 재미있게 많은 AC 브리지의 균형 상태는 주파수와 무관합니다. 다음에서는 발명자의 이름을 딴 가장 잘 알려진 다리를 소개합니다.

Schering – 브리지: 직렬 손실이 있는 커패시터를 측정합니다.

다음과 같은 경우 브리지가 균형을 이룹니다.

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

우리의 경우:

곱셈 후 :

실수부와 허수부가 모두 동일하면 방정식이 충족됩니다.

우리 브릿지에는 C와 R만 있어요_x 알려지지 않았습니다. 이를 찾으려면 다리의 다양한 요소를 변경해야 합니다. 가장 좋은 해결책은 R을 변경하는 것입니다₄ 및 C₄ 미세 조정을 위해, 그리고 R₂ 및 C₃ 측정 범위를 설정합니다.

우리의 경우 수치적으로:

주파수와 무관하다.

Maxwell 브리지: 병렬 손실이 있는 커패시터 측정

커패시터 C의 값을 찾으십시오.₁ 및 그것의 병렬 손실 R₁ if 주파수 f = 159 Hz.

균형의 조건:

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

이 경우:

곱셈 후의 실수부와 허수부:

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

그리고 여기에서 균형의 조건은 다음과 같습니다.

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

다음 그림에서 C의 값을 볼 수 있습니다.₁ 및 R₁ 현재는 정말로 제로.

헤이 브리지: 직렬 손실로 인덕턴스 측정

인덕턴스 L 측정₁ 직렬 손실 R₄.

다음과 같은 경우 브리지가 균형을 이루고 있습니다.

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

곱셈 후 실수 부분과 허수 부분은 다음과 같습니다.

R에 대한 두 번째 방정식 풀기₄, 이를 첫 번째 기준에 대체하고 L을 구합니다.₁, R에 대한 표현식으로 대체하십시오.₄:

이러한 기준은 빈도에 따라 다릅니다. 하나의 주파수에만 유효합니다!

수치 적으로 :

TINA로 결과 확인:

Wien-Robinson 교량: 주파수 측정

브리지로 주파수를 어떻게 측정할 수 있나요?

빈-로빈슨 다리에서 균형의 조건을 찾아보세요.

다음과 같은 경우 브리지가 균형을 이루고 있습니다. R₄ ּ (R₁ + 1 / j w C₁ ) = R₂ ּ R₃ / (1 + j w C₃ R₃)

곱셈 후 및 실수부와 허수부의 동일성 요구 사항에서:

If C₁ = C₃ = C 과 R₁ = R₃ = R R이면 브리지가 균형을 이룹니다.₂ = 2R₄ 및 각 주파수 :

`

TINA로 결과 확인: