Obwód mostkowy - Bridge circuit

Mostkowy układ jest topologia z obwodem elektrycznym , w którym dwa odgałęzienia obwodu (zwykle równolegle do siebie) są „podparty” przez trzecią gałąź połączenia obu pierwszych gałęzi w pewnym pośrednim punkcie wzdłuż nich. Most został pierwotnie opracowany do celów pomiarów laboratoryjnych, a jeden z pośrednich punktów pomostowych jest często regulowany, gdy jest używany. Obwody mostkowe znajdują obecnie wiele zastosowań, zarówno liniowych, jak i nieliniowych, w tym w oprzyrządowaniu , filtrowaniu i konwersji mocy .

Najbardziej znany obwód mostkowy , most Wheatstone , został wynaleziony przez Samuela Huntera Christie i spopularyzowany przez Charlesa Wheatstone'a i służy do pomiaru rezystancji . Jest on zbudowany z czterech rezystorów, dwóch o znanych wartościach R ₁ i R ₃ (patrz schemat), jednego, którego rezystancję należy określić R _x , i jednego, który jest zmienny i skalibrowany R ₂ . Dwa przeciwległe wierzchołki są połączone ze źródłem prądu elektrycznego, takim jak bateria, a galwanometr jest połączony z pozostałymi dwoma wierzchołkami. Rezystor zmienny jest regulowany, aż galwanometr wskaże zero. Wiadomo zatem, że stosunek między zmiennym rezystorem a jego sąsiadem R1 jest równy stosunkowi między nieznanym rezystorem a jego sąsiadem R3, co umożliwia obliczenie wartości nieznanego rezystora.

Mostek Wheatstone został również uogólniony do pomiaru impedancji w obwodach prądu przemiennego oraz do oddzielnego pomiaru rezystancji, indukcyjności , pojemności i współczynnika rozpraszania . Warianty zwany mostem Wien , Maxwell mostu i Heaviside'a mostek (używane do określenia wpływu indukcyjności wzajemnej). Wszystkie opierają się na tej samej zasadzie, która polega na porównaniu wyników dwóch potencjalnych dzielników dzielących wspólne źródło.

W projektowaniu zasilaczy obwód mostkowy lub prostownik mostkowy to układ diod lub podobnych urządzeń służących do prostowania prądu elektrycznego, tj. do przekształcania go z nieznanej lub przemiennej biegunowości na prąd stały o znanej biegunowości.

W niektórych regulatorami An Mostek H służy do kontrolowania kierunku zwojów silnika.

Równanie prądu mostkowego

Od rysunku po prawej prąd mostka jest reprezentowany jako I ₅

Znajdując równoważny obwód Thevenina , który jest podłączony do obciążenia mostka R ₅ i wykorzystując arbitralny przepływ prądu I ₅ , otrzymujemy:

Źródło Thevenina ( V _th ) określa wzór:

${\ Displaystyle V_ {th} = \ lewo ({\ Frac {R_ {2}} {R_ {1}+ R_ {2}}} - {\ Frac {R_ {4}}{R_ {3}+ R_ { 4}}}\prawo)\razy U}$

oraz odporność Thevenina ( R _p )

${\ Displaystyle R_ {th} = {\ Frac {R_ {1} \ razy R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}}} + {\ Frac {R_ {3} \ razy R_ {4} }{R_{3}+R_{4}}}}$

Zatem przepływ prądu ( I ₅ ) przez mostek wyraża się wzorem:

${\ Displaystyle I_ {5} = {\ Frac {V_ {th}} {R_ {th} + R_ {5}}}}$

Zobacz też

• Obwód fantomowy - zastosowanie zbalansowanych obwodów mostkowych w telefonii
• Filtr kratowy – zastosowanie topologii mostka do filtrów wszechprzepustowych

Galeria

Bibliografia

Zewnętrzne linki

• Jim Williams , „Bridge circuits: Marrying gain and balance” , Linear Technology Application Note 43, czerwiec 1990.
• Obwody mostkowe - Rozdział 8 z książki online.