橋接網絡

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1. 直流橋網

直流電橋是用於精確測量電阻的電路。 最著名的橋路是惠斯通電橋，以查爾斯·惠特斯通爵士（1802年-1875年）， an English 物理學家和發明家.

惠斯通電橋電路如下圖所示。 該電路的有趣特徵是，如果相反電阻（R1R4和R2R3）的proyducts相等，則中間支路的電流和電壓為零，我們說電橋是平衡的。 如果四個電阻中的三個（R1，R2，R3，R4）已知，我們可以確定第四個電阻的電阻。 實際上，要調節三個校準電阻，直到中間分支的電壓表或電流表讀數為零。

惠斯通電橋

讓我們證明平衡的條件。

達到平衡時，R1和R3上的電壓必須相等：

因此

R₁ R₃+R₁ R₄ = R.₁ R₃ + R₂ R₃

由於項R₁ R₃ 出現在等式的兩邊，可以將其減去，得到平衡的條件：

R₁ R₄ = R.₂ R₃

在TINA中，您可以通過為要更改的組件分配熱鍵來模擬平衡橋。 為此，雙擊一個組件並分配一個熱鍵。 使用帶有箭頭的功能鍵或大寫字母（例如A）來增加，另一個字母（例如S）來減少值和說1。現在，當程序處於交互模式時，（按DC按鈕）可以使用其相應的熱鍵更改組件的值。 您也可以雙擊任何組件，然後使用下面對話框右側的箭頭更改值。

例

求R的值_x 如果惠斯通電橋是平衡的。 R₁ = 5 ohm，R₂ = 8歐姆，

R₃ = 10歐姆。

R的規則_x

與TINA核對：

如果已加載此電路文件，請按DC按鈕並按A鍵幾次以平衡電橋並查看相應的值。

2. 交流橋網

交流電路也可以使用相同的技術，只需使用阻抗代替電阻即可：

在這種情況下

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

橋樑將是平衡的。

如果橋是平衡的，例如 Z_1, Z₂ , Z₃ 眾所周知

Z₄ = Z₂ Z₃ / Z₁

使用交流電橋，您不僅可以測量阻抗，還可以測量電阻，電容，電感甚至頻率。

由於包含複數的方程意味著兩個實方程（對於絕對值和相位 or 實部和虛部）平衡 一個交流電路通常需要兩個操作按鈕，但是通過平衡一個交流電橋可以同時找到兩個數量。 有趣的是 許多交流電橋的平衡條件與頻率無關。 在下文中，我們將介紹最知名的橋樑，每座橋樑均以其發明者命名。

先靈– –橋：測量具有串聯損耗的電容器。

在以下情況下，橋將保持平衡：

Z₁ Z₄ = Z₂ Z₃

在我們的情況下：

乘法後：

如果實部和虛部都相等，則將滿足方程式。

在我們的橋中，只有C和R_x 未知。 為了找到它們，我們必須更改橋的不同元素。 最好的解決方案是更改R₄ 和C.₄ 用於微調，和R.₂ 和C.₃ 設置測量範圍。

在我們的案例中，數字：

獨立於頻率。

麥克斯韋電橋：測量具有並聯損耗的電容器

求出電容C的值₁ 及其並行損失R.₁ if 頻率f = 159 Hz。

平衡條件：

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

對於這種情況：

乘法後的實部和虛部：

R₁*R₄ + j w L₁*R₁ = R.₂*R₃ + j w R₁ R₂ R₃C₁

從這裡開始平衡條件：

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

在下圖中，您可以看到C的這些值₁ 和R.₁ 目前確實如此 零。

乾草橋：測量具有串聯損耗的電感

測量電感L₁ 與系列損失R.₄.

橋是平衡的，如果

Z₁Z₄ = Z₂Z₃

相乘後，實部和虛部分別為：

求解R的第二個方程₄，將其代入第一個條件，求解L₁，並將其替換為R的表達式₄:

這些標準取決於頻率。 它們僅對一個頻率有效！

數值：

用TINA檢查結果：

Wien-Robinson橋：測量頻率

如何用電橋測量頻率？

在Wien-Robinson橋中找到平衡的條件。

橋是平衡的，如果 R₄ R（R₁ + 1 / j w C₁ ）= R.₂ ּ₃ /（1 + j w C₃ R₃)

經過乘法運算並從實部和虛部相等的要求開始：

If C₁ = C.₃ = C. 和 R₁ = R.₃ = R. 如果R，則電橋將保持平衡₂ = 2R₄ 和角頻率：

`

用TINA檢查結果：