MREŽNE MREŽE

Kliknite ali se dotaknite spodnjih vzorčnih vezij, da pokličete TINACloud in izberite način Interactive DC za analizo na spletu.
Pridobite poceni dostop do TINACloud, da uredite primere ali ustvarite lastna vezja

1. DC MOSTNE MREŽE

DC most je električni tokokrog za natančno merjenje uporov. Najbolj znan most je vezje Wheatstone, poimenovano po siru Charlesu Wheatstoneu (1802 - 1875), an Angleščina fizik in izumitelj.

Vezje Wheatstone mosta je prikazano na spodnji sliki. Zanimivost tega vezja je ta, da če so projdukti nasprotnih uporov (R1R4 in R2R3) enaki, sta tok in napetost srednjega veja enaka nič, in pravimo, da je most uravnotežen. Če so znani trije od štirih uporov (R1, R2, R3, R4), lahko določimo upornost četrtega upora. V praksi se trije umerjeni upori prilagodijo, dokler voltmeter ali ampermeter v srednji veji ne odčita nič.

Mostovi iz pšeničnega kamna

Dokažemo stanje ravnotežja.

V ravnovesju morata biti napetosti na R1 in R3 enaki:

zato

R₁ R₃+R₁ R₄ = R₁ R₃ + R₂ R₃

Ker je izraz R₁ R₃ se pojavi na obeh straneh enačbe, jo lahko odštejemo in dobimo pogoj ravnotežja:

R₁ R₄ = R₂ R₃

V sistemu TINA lahko simulirate uravnoteženje mostu tako, da dodelite hitre tipke komponentam, ki jih želite spremeniti. Če želite to narediti, dvokliknite komponento in dodelite bližnjico. Uporabite funkcijsko tipko s puščicami ali veliko začetnico, npr. A za povečanje in drugo črko, npr. S za zmanjšanje vrednosti in prirastek reči 1. Zdaj, ko je program v interaktivnem načinu (pritisnete gumb DC), lahko spremeni vrednosti komponent s svojimi ustreznimi bližnjicami. Prav tako lahko dvokliknete katero koli komponento in uporabite puščice na desni strani pogovornega okna spodaj, da spremenite vrednost.

Primer

Poiščite vrednost R_x če je Wheatstoneov most uravnotežen. R₁ = 5 ohm, R₂ = 8 ohm,

R₃ = 10 ohm.

Pravilo za R_x

Preverjanje s TINA:

Če ste naložili to datoteko vezja, pritisnite gumb DC in nekajkrat pritisnite tipko A, da uravnotežite most in si ogledate ustrezne vrednosti.

2. AC MOSTNE MREŽE

Ista tehnika se lahko uporablja tudi za izmenična vezja, preprosto z uporom namesto uporov:

V tem primeru kdaj

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

most bo uravnotežen.

Če je most uravnotežen in npr Z_1, Z₂ , Z₃ znane

Z₄ = Z₂ Z₃ / Z₁

Z izmeničnim mostom lahko merite ne samo impedanco, ampak tudi upornost, kapacitivnost, induktivnost in celo frekvenco.

Ker enačbe, ki vsebujejo kompleksne količine, pomenijo dve realni enačbi (za absolutne vrednosti in faze or realni in namišljeni deli) uravnoteženje AC vezje običajno potrebuje dva gumba za delovanje, hkrati pa je mogoče najti dve količini z uravnoteženjem AC mostu. Zanimivo stanje ravnovesja mnogih AC mostov je neodvisno od frekvence. V nadaljevanju bomo predstavili najbolj znane mostove, ki so bili poimenovani po svojih izumiteljih.

Schering - bridge: merjenje kondenzatorjev s serijsko izgubo.

Most bo uravnotežen, če:

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

V našem primeru:

po množenju:

Enačba bo zadovoljena, če sta enaka in dejanski del enaka.

V našem mostu le C in R_x so neznani. Da bi jih našli, moramo spremeniti različne elemente mostu. Najboljša rešitev je sprememba R₄ in C₄ za fino nastavitev in R₂ in C₃ nastavite območje merjenja.

V našem primeru številčno:

neodvisno od frekvence.

Maxwell most: merilni kondenzatorji z vzporednimi izgubami

Poiščite vrednost kondenzatorja C₁ in vzporedno izgubo R₁ if frekvenca f = 159 Hz.

Pogoj ravnotežja:

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

V tem primeru:

Pravi in ​​namišljeni deli po množenju:

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

In od tod pogoj ravnotežja:

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

Na naslednji sliki lahko vidite to s temi vrednostmi C₁ in R₁ trenutni je res nič.

Seneni most: merjenje induktivnosti s serijsko izgubo

Izmerite induktivnost L₁ z izgubo serije R₄.

Most je uravnotežen, če

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

Po množenju so pravi in ​​namišljeni deli:

Rešimo drugo enačbo za R₄, ga nadomestite v prve kriterije, rešite za L₁in jo nadomestimo z izrazom za R₄:

Ta merila so odvisna od frekvence; veljajo samo za eno frekvenco!

Številčno:

Preverjanje rezultata s TINA:

Wien-Robinson most: merjenje frekvence

Kako lahko merite frekvenco z mostom?

Poiščite pogoje za ravnotežje v mostu Wien-Robinson.

Most je uravnotežen, če R₄ ּ (R₁ + 1 / j w C₁ ) = R₂ ּ R₃ / (1 + j w C₃ R₃)

Po pomnožitvi in ​​iz zahteve po enakosti dejanskih in namišljenih delov:

If C₁ = C₃ = C in R₁ = R₃ = R most bo uravnotežen, če R₂ = 2R₄ in kotna frekvenca:

`

Preverjanje rezultata s TINA: