BRIDZES TĪKLI

Lai izmantotu TINACloud un atlasītu interaktīvo līdzstrāvas režīmu, lai analizētu tos tiešsaistē, noklikšķiniet uz zemāk esošās piemēru shēmas vai pieskarieties tam.
Iegūstiet zemu izmaksu piekļuvi TINACloud, lai rediģētu piemērus vai izveidotu savas shēmas

1. Līdzstrāvas tiltu tīkli

Līdzstrāvas tilts ir precīza pretestības mērīšanas elektriskā ķēde. Pazīstamākā tilta shēma ir Wheatstone tilts, kas nosaukts pēc sera Čārlza Wheatstone (1802. – 1875.), an Angļu fiziķis un izgudrotājs.

Wheatstone tilta shēma ir parādīta attēlā zemāk. Šīs ķēdes interesanta iezīme ir tāda, ka, ja pretējo pretestību (R1R4 un R2R3) produkti ir vienādi, vidējā atzara strāva un spriegums ir nulle, un mēs sakām, ka tilts ir līdzsvarots. Ja ir zināmi trīs no četriem rezistoriem (R1, R2, R3, R4), mēs varam noteikt ceturtā rezistora pretestību. Praksē trīs kalibrētos rezistorus noregulē, līdz voltmetrs vai ampērmetrs vidējā zarā ir nulle.

Tilti kviešu akmenim

Pierādīsim līdzsvara stāvokli.

Ja līdzsvars ir R1 un R3, spriegumam jābūt vienādam:

tāpēc

R₁ R₃+R₁ R₄ = R₁ R₃ + R₂ R₃

Kopš apzīmējuma R₁ R₃ parādās vienādojuma abās pusēs, to var atņemt, un mēs iegūstam līdzsvara stāvokli:

R₁ R₄ = R₂ R₃

TINA var simulēt tilta līdzsvarošanu, piešķirot maināmiem komponentiem ātros taustiņus. Lai to izdarītu, veiciet dubultklikšķi uz komponenta un piešķiriet karsto taustiņu. Izmantojiet funkcijas taustiņu ar bultiņām vai lielo burtu, piemēram, A, lai palielinātu, un citu burtu, piemēram, S, lai samazinātu vērtības un teiciena pieaugumu 1. Tagad, kad programma ir interaktīvā režīmā (nospiesta DC poga), jūs var mainīt komponentu vērtības ar atbilstošajiem ātrie taustiņi. Varat arī divreiz noklikšķināt uz jebkura komponenta un izmantot bultiņas labajā pusē esošajā dialoglodziņā, lai mainītu vērtību.

Piemērs

Atrodiet R vērtību_x ja Wheatstone tilts ir līdzsvarots. R₁ = 5 omi, R₂ = 8 omi,

R₃ = 10 omi.

Noteikums attiecībā uz R_x

Pārbaude ar TINA:

Ja esat ielādējis šo shēmas failu, nospiediet DC pogu un dažas reizes nospiediet taustiņu A, lai līdzsvarotu tiltu un redzētu atbilstošās vērtības.

2. Maiņstrāvas tiltu tīkli

To pašu paņēmienu var izmantot arī maiņstrāvas ķēdēm, vienkārši izmantojot pretestības pretestības vietā:

Šajā gadījumā, kad

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

tilts būs līdzsvarots.

Ja tilts ir līdzsvarots un piem Z_1, Z₂ , Z₃ ir zināmi

Z₄ = Z₂ Z₃ / Z₁

Izmantojot maiņstrāvas tiltu, var izmērīt ne tikai pretestību, bet arī pretestību, kapacitāti, induktivitāti un pat frekvenci.

Tā kā vienādojumi, kas satur sarežģītus lielumus, nozīmē divus reālos vienādojumus (absolūtajām vērtībām un fāzēm or reālo un iedomāto daļu) līdzsvarošana maiņstrāvas ķēdei parasti ir vajadzīgas divas darbības pogas, bet, balansējot maiņstrāvas tiltu, vienlaikus var atrast arī divus lielumus. Interesanti daudzu maiņstrāvas tiltu līdzsvara stāvoklis nav atkarīgs no frekvences. Turpmāk mēs iepazīstināsim ar vispazīstamākajiem tiltiem, kas katrs ir nosaukts pēc viņu izgudrotāja (iem).

Šeringa tilts: kondensatoru mērīšana ar virknes zudumiem.

Tilts būs līdzsvarots, ja:

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

Mūsu gadījumā:

pēc reizināšanas:

Vienādojums būs apmierināts, ja gan reālā, gan iedomātā daļa ir vienlīdzīgas.

Mūsu tiltā tikai C un R_x nav zināmi. Lai tos atrastu, mums jāmaina dažādi tilta elementi. Labākais risinājums ir mainīt R₄ un C₄ precizēšanai, un R₂ un C₃ lai iestatītu mērījumu diapazonu.

Ciparu gadījumā mūsu gadījumā:

neatkarīgi no frekvences.

Maksvela tilts: kondensatoru mērīšana ar paralēlo zaudējumu

Atrodiet kondensatora C vērtību₁ un tā paralēlais zudums R₁ if frekvence f = 159 Hz.

Līdzsvara nosacījums:

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

Šajā gadījumā:

Reālā un iedomātā daļa pēc reizināšanas:

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

Un no šejienes līdzsvara nosacījums:

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

Nākamajā attēlā jūs varat redzēt, ka ar šīm C vērtībām₁ un R₁ pašreizējais ir patiešām nulle.

Siena tilts: induktivitātes mērīšana ar virknes zudumiem

Izmēra induktivitāti L₁ ar sērijas zudumu R₄.

Tilts ir līdzsvarots, ja

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

Pēc reizināšanas reālā un iedomātā daļa ir:

Atrisiniet otro R vienādojumu₄aizstāt to pirmajos kritērijos, atrisināt L₁un aizstāt to ar R izteiksmi₄:

Šie kritēriji ir atkarīgi no frekvences; tie ir derīgi tikai vienai frekvencei!

Skaitliski:

Rezultāta pārbaude ar TINA:

Vīnes-Robinsonas tilts: mērīšanas frekvence

Kā ar tiltu var izmērīt frekvenci?

Atrodiet līdzsvara apstākļus Vīnes-Robinsonas tiltā.

Tilts ir līdzsvarots, ja R₄ ּ (R₁ + 1 / j w C₁ ) = R₂ ּ R₃ / (1 + j w C₃ R₃)

Pēc reizināšanas un ņemot vērā reālās un iedomātas daļas vienādības prasību:

If C₁ = C₃ = C un R₁ = R₃ = R tilts būs līdzsvarots, ja R₂ = 2R₄ un leņķisko frekvenci:

`

Rezultāta pārbaude ar TINA: