SIECI BRIDGE

Kliknij lub dotknij poniższych obwodów, aby wywołać TINACloud i wybierz tryb Interaktywny DC, aby przeanalizować je online.
Uzyskaj niski koszt dostępu do TINACloud, aby edytować przykłady lub tworzyć własne obwody

1. SIECI MOSTU DC

Mostek DC to obwód elektryczny do precyzyjnego pomiaru rezystancji. Najbardziej znanym obwodem mostowym jest most Wheatstone, nazwany na cześć Sir Charlesa Wheatstone'a (1802–1875), an Angielski fizyk i wynalazca.

Obwód mostka Wheatstone'a pokazano na poniższym rysunku. Interesującą cechą tego obwodu jest to, że jeśli proyduct przeciwnych oporników (R1R4 i R2R3) są równe, prąd i napięcie środkowej gałęzi jest równe zero, a my mówimy, że mostek jest zrównoważony. Jeśli znane są trzy z czterech rezystorów (R1, R2, R3, R4), możemy określić rezystancję czwartego rezystora. W praktyce trzy skalibrowane rezystory są regulowane, aż woltomierz lub amperomierz w środkowej gałęzi odczyta zero.

Mosty z pszenicy

Udowodnijmy stan równowagi.

W równowadze napięcia na R1 i R3 muszą być równe:

w związku z tym

R₁ R₃+R₁ R₄ = R₁ R₃ + R₂ R₃

Ponieważ termin R₁ R₃ pojawia się po obu stronach równania, można go odjąć i uzyskać warunek równowagi:

R₁ R₄ = R₂ R₃

W TINA można symulować równoważenie mostu, przypisując klawisze skrótu do zmienianych komponentów. Aby to zrobić, kliknij dwukrotnie komponent i przypisz klawisz skrótu. Użyj klawisza funkcyjnego ze strzałkami lub wielką literą, np. A, aby zwiększyć, a kolejną literą, np. S, aby zmniejszyć wartość i przyrost wartości powiedz 1. Teraz, gdy program jest w trybie interaktywnym, (naciśnięty jest przycisk DC) może zmieniać wartości komponentów za pomocą odpowiadających im klawiszy skrótu. Możesz także kliknąć dwukrotnie dowolny komponent i użyć strzałek po prawej stronie poniższego okna dialogowego, aby zmienić wartość.

Przykład

Znajdź wartość R_x jeśli most Wheatstone'a jest zrównoważony. R₁ = 5 ohm, R₂ = 8 ohm,

R₃ = 10 ohm.

Reguła dla R._x

Sprawdzanie za pomocą TINA:

Jeśli załadowałeś ten plik obwodu, naciśnij przycisk DC i naciśnij kilka razy klawisz A, aby zrównoważyć mostek i zobaczyć odpowiednie wartości.

2. SIECI MOSTU AC

Tę samą technikę można również zastosować do obwodów prądu przemiennego, wykorzystując po prostu impedancje zamiast rezystancji:

W takim przypadku kiedy

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

most będzie zrównoważony.

Jeśli most jest zrównoważony i na przykład Z_1, Z₂ , Z₃ są znane

Z₄ = Z₂ Z₃ / Z₁

Za pomocą mostka prądu przemiennego można mierzyć nie tylko impedancję, ale także rezystancję, pojemność, indukcyjność, a nawet częstotliwość.

Ponieważ równania zawierające wielkości złożone oznaczają dwa równania rzeczywiste (dla wartości bezwzględnych i faz or równoważenie części rzeczywistych i urojonych) Obwód prądu przemiennego zwykle wymaga dwóch przycisków operacyjnych, ale można również jednocześnie znaleźć dwie wielkości poprzez zrównoważenie mostka przemiennego. co ciekawe warunki równowagi wielu mostków AC są niezależne od częstotliwości. Poniżej przedstawimy najbardziej znane mosty, z których każdy nazwany jest na cześć ich wynalazców.

Schering - most: pomiar kondensatorów z utratą szeregową.

Most zostanie zrównoważony, jeśli:

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

W naszym przypadku:

po pomnożeniu:

Równanie zostanie spełnione, jeśli zarówno rzeczywista, jak i wyimaginowana część są równe.

W naszym moście tylko C i R._x są nieznane. Aby je znaleźć, musimy zmienić różne elementy mostu. Najlepszym rozwiązaniem jest zmiana R.₄ i C₄ do precyzyjnego dostrajania i R₂ i C₃ ustawić zakres pomiarowy.

Numerycznie w naszym przypadku:

niezależnie od częstotliwości.

Most Maxwella: pomiar kondensatorów z równoległymi stratami

Znajdź wartość kondensatora C.₁ i jego równoległa strata R₁ if częstotliwość f = 159 Hz.

Warunek równowagi:

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

W tym przypadku:

Rzeczywiste i urojone części po pomnożeniu:

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

I stąd warunek równowagi:

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

Na następnym rysunku widać to przy tych wartościach C₁ i R₁ prąd naprawdę jest zero.

Mostek siana: pomiar indukcyjności z utratą szeregową

Zmierz indukcyjność L.₁ z utratą serii R₄.

Most jest zrównoważony, jeśli

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

Po pomnożeniu rzeczywistymi i wymyślonymi częściami są:

Rozwiąż drugie równanie dla R.₄, zastąp go pierwszymi kryteriami, rozwiąż L₁i zastąp go wyrażeniem R₄:

Kryteria te są zależne od częstotliwości; są ważne tylko dla jednej częstotliwości!

Liczebnie:

Sprawdzanie wyniku za pomocą TINA:

Most Wien-Robinson: pomiar częstotliwości

Jak zmierzyć częstotliwość za pomocą mostka?

Znajdź warunki równowagi w moście Wien-Robinson.

Most jest zrównoważony, jeśli R₄ ּ (R₁ + 1 / j w C₁ ) = R₂ R₃ / (1 + j w C₃ R₃)

Po pomnożeniu i wymogu równości części rzeczywistych i urojonych:

If C₁ = C₃ = C i R₁ = R₃ = R most będzie zrównoważony, jeśli R₂ = 2R₄ i częstotliwość kątowa:

`

Sprawdzanie wyniku za pomocą TINA: