REȚELE BRIDGE

Faceți clic sau atingeți exemplele de mai jos pentru a invoca TINACloud și selectați modul Interactiv DC pentru a le analiza online.
Obțineți acces la un cost redus la TINACloud pentru a edita exemplele sau pentru a crea propriile circuite

1. REȚELE DC Bridge

Podul continuu este un circuit electric pentru măsurarea precisă a rezistențelor. Cel mai cunoscut circuit de pod este podul Wheatstone, numit după Sir Charles Wheatstone (1802 - 1875), an Engleză fizician și inventator.

Circuitul podului Wheatstone este prezentat în figura de mai jos. Caracteristica interesantă a acestui circuit este că dacă proiecții rezistențelor opuse (R1R4 și R2R3) sunt egali, curentul și tensiunea ramurii din mijloc sunt zero și spunem că podul este echilibrat. Dacă trei dintre cele patru rezistențe (R1, R2, R3, R4) sunt cunoscute, putem determina rezistența celui de-al patrulea rezistor. În practică, cele trei rezistențe calibrate sunt reglate până când voltmetrul sau ampermetrul din ramura din mijloc scrie zero.

Poduri de grâu

Să dovedim starea echilibrului.

Când sunt în echilibru, tensiunile R1 și R3 trebuie să fie egale:

prin urmare

R₁ R₃+R₁ R₄ = R₁ R₃ + R₂ R₃

De când termenul R₁ R₃ apare pe ambele părți ale ecuației, ea poate fi scăzută și obținem condiția de echilibru:

R₁ R₄ = R₂ R₃

În TINA puteți simula echilibrarea podului, alocând taste rapide pentru componentele care urmează să fie schimbate. Pentru a face acest lucru, faceți dublu clic pe o componentă și atribuiți o taste rapide. Folosiți o tastă funcțională cu săgețile sau cu majuscule, de exemplu, A pentru a crește și o altă literă, de ex. S pentru a reduce valoarea și un plus de zic 1. Acum, când programul este în modul interactiv, (butonul DC este apăsat) poate schimba valorile componentelor cu tastele de hotare corespunzătoare ale acestora. Puteți, de asemenea, faceți dublu clic pe orice componentă și puteți folosi săgețile din partea dreaptă a dialogului de mai jos pentru a modifica valoarea.

Exemplu

Găsiți valoarea lui R_x dacă podul Wheatstone este echilibrat. R₁ = 5 ohm, R₂ = 8 ohm,

R₃ = 10 ohm.

Regula pentru R_x

Verificarea cu TINA:

Dacă ați încărcat acest fișier de circuit, apăsați butonul DC și apăsați tasta A de câteva ori pentru a echilibra puntea și a vedea valorile corespunzătoare.

2. REȚELE DE PONT AC

Aceeași tehnică poate fi folosită și pentru circuitele AC, pur și simplu folosind impedanțe în loc de rezistențe:

În acest caz, când

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

podul va fi echilibrat.

Dacă podul este echilibrat și de exemplu Z_1, Z₂ , Z₃ sunt cunoscute

Z₄ = Z₂ Z₃ / Z₁

Folosind o punte de curent alternativ, puteți măsura nu numai impedanța, ci și rezistența, capacitatea, inductanța și chiar frecvența.

Deoarece ecuațiile care conțin cantități complexe înseamnă două ecuații reale (pentru valorile și fazele absolute or părți reale și imaginare) echilibrare un circuit AC are în mod normal nevoie de două butoane de funcționare, dar pot fi găsite simultan și două cantități prin echilibrarea unui pod alternativ. Interesant starea de echilibru a multor poduri de curent alternativ este independentă de frecvență. În cele ce urmează, vom introduce cele mai cunoscute poduri, fiecare numit după inventatorul lor.

Schering - bridge: condensatoare de măsurare cu pierderi de serie.

Podul va fi echilibrat dacă:

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

În cazul nostru:

după înmulțire:

Ecuația va fi satisfăcută dacă ambele părți reale și imaginare sunt egale.

În podul nostru, numai C și R_x sunt necunoscute. Pentru a le găsi trebuie să schimbăm diferite elemente ale podului. Cea mai bună soluție este schimbarea R₄ și C₄ pentru reglarea fină și R₂ și C₃ pentru a seta domeniul de măsurare.

Numeric în cazul nostru:

independent de frecvență.

Podul Maxwell: condensatoare de măsurare cu pierderi paralele

Găsiți valoarea condensatorului C₁ și pierderea paralelă R₁ if frecvența f = 159 Hz.

Starea echilibrului:

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

Pentru acest caz:

Părțile reale și imaginare după înmulțire:

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

Și de aici starea echilibrului:

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

În figura următoare puteți vedea asta cu aceste valori de C₁ și R₁ curentul este într-adevăr zero.

Podul de fân: măsurarea inductanțelor cu pierderea în serie

Măsurați inductanța L₁ cu pierderi de serie R₄.

Podul este echilibrat dacă

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

După înmulțire, părțile reale și imaginare sunt:

Rezolvați a doua ecuație pentru R₄, înlocuiți-l cu primele criterii, rezolvați pentru L₁, și o înlocuiți în expresia pentru R₄:

Aceste criterii depind de frecvență; sunt valabile doar pentru o singură frecvență!

Numeric:

Verificarea rezultatului cu TINA:

Podul Wien-Robinson: măsurarea frecvenței

Cum puteți măsura frecvența cu un pod?

Găsiți condițiile pentru echilibru în podul Wien-Robinson.

Podul este echilibrat dacă R₄ ּ (R₁ + 1 / j w C₁ ) = R₂ ּ R₃ / (1 + j w C₃ R₃)

După înmulțire și din cerința egalității părților reale și imaginare:

If C₁ = C₃ = C și R₁ = R₃ = R podul va fi echilibrat dacă R₂ = 2R₄ și frecvența unghiulară:

`

Verificarea rezultatului cu TINA: