マクスウェルブリッジとは：回路、フェーザ図、アプリケーション

未知数を計算するために使用される回路 抵抗 、インダクタンス、静電容量、周波数、相互インダクタンスはACブリッジと呼ばれます。これらの回路はAC電圧信号で動作します。これらのブリッジは、ヌル検出器によって取得され、正確な結果を生成するインピーダンスのバランス比の原理に基づいて動作します。一部の回路では、ヌル検出器の代わりにAC増幅器を使用できます。回路から得られた平衡方程式を使用して、未知の抵抗、静電容量、およびインダクタンスを決定でき、周波数にも依存しません。 ACブリッジはで使用されます 通信システム 、複雑な電気および 電子回路 などなど。電子回路で使用されるACブリッジにはさまざまなタイプがあります。マクスウェルブリッジ、マクスウェルウェインブリッジ、アンダーソンブリッジ、ヘイズブリッジ、オーウェンブリッジ、デソーティブリッジ、シェリングブリッジ、ウェインシリーズブリッジです。

マクスウェルブリッジの定義

マクスウェルブリッジは、マクスウェルのウィーンブリッジまたは修正された形式としても知られています。 ホイートストンブリッジ またはマクスウェルのインダクタンス静電容量ブリッジは、校正された静電容量と抵抗の観点から未知のインダクタンスを測定するために使用される4つのアームで構成されています。未知のインダクタンス値を測定し、標準値と比較するために使用できます。これは、既知と未知のインダクタンス値の比較の原理に基づいて機能します。

ヌル偏向法を使用して、並列校正されたインダクタンスを計算します 抵抗器 とコンデンサ。マクスウェルブリッジ回路は、誘導性インピーダンスの正の位相角が容量性インピーダンスの負の位相角（反対側のアームに接続されている）で補償されている場合、共振していると言われます。したがって、回路を流れる電流はなく、ヌル検出器の両端に電位はありません。

マクスウェルブリッジフォーミュラ

マクスウェルブリッジが平衡状態にある場合は、可変標準コンデンサを使用して未知のインダクタンスを測定できます。マクスウェルブリッジの式は次のように与えられます（インダクタンス、抵抗、および静電容量の観点から）

R1 = R2r3 / R4

L1 = R2R3C4

マクスウェルブリッジ回路の品質係数は次のように与えられます。

Q =ωL1/ R1 =ωC4R4

マクスウェルブリッジ回路

マクスウェルのブリッジ回路は、正方形またはひし形で接続された4本のアームで構成されています。この回路では、2つのアームに1つの抵抗が含まれ、もう1つのアームに抵抗とインダクタが直列に組み合わされ、最後のアームに抵抗とコンデンサが並列に組み合わされています。マクスウェルの基本的なブリッジ回路を以下に示します。

マクスウェルブリッジ回路

AC電圧源とヌル検出器をブリッジ回路に対角線上に接続して、未知のインダクタンス値を測定し、既知の値と比較します。

マクスウェルブリッジ方程式

回路から、AB、BC、CD、およびDAは、ひし形で接続された4つのアームです。

ABとCDは抵抗R2とR3であり、

BCは、RxおよびLxとして与えられる抵抗とインダクタの直列の組み合わせです。

DAは、R1とC1として与えられる抵抗とコンデンサの並列組み合わせです。

Z1、Z2、Z3、およびZXがブリッジ回路の4つのアームのインピーダンスであると考えてください。これらのインピーダンスの値は、次のように与えられます。

Z1 =（R1 + jwL1）[Z1 = R1 + 1 / jwC1であるため]

Z2 = R2

Z3 = R3

ZX =（R4 + jwLX）

または

Z1 = R1はC1と並列、つまりY1 = 1 / Z1

Y1 = 1 / R1 +jωC1

Z2 = R2

Z3 = R3

Zx = Rxと直列のLx = Rx +jωLx

基本的なACブリッジ回路の平衡方程式を次のように取ります。

Z1Zx = Z2Z3

Zx = Z2Z3 / Z1

上記のバランス式にマクスウェルブリッジ回路のインピーダンスの値を代入します。次に、

Rx +jωLx= R2R3（（1 / R1）+jωC1）

Rx +jωLx= R2R3 / R1 +jωC1R2R3

ここで、上記の2つの方程式から実数と虚数の項を等しくします。

Rx = R2R3 / R1およびLx = C1R2R3

Q =ωLx/ Rx =ωC1R2R3xR1/ R2R3 =ωC1R

ここで、Q =ブリッジ回路の品質係数

Rx =未知の抵抗

Lx =未知のインダクタンス

R2およびR3 =既知の非誘導抵抗

C1 =可変抵抗器R1に並列に接続されたコンデンサ

フェーザ図

マクスウェルブリッジは、校正された抵抗を使用して回路の未知のインダクタンスを測定するために使用され、 コンデンサ 。このブリッジ回路は、既知のインダクタンス値を標準値と比較します。 マクスウェルブリッジのフェーザ図 バランス状態の回路を以下に示します。

フェーザ図

インダクタとコンデンサの位相シフトが互いに反対である場合、マクスウェルのブリッジ回路は平衡状態にあると言われます。これは、容量性インピーダンスと誘導性インピーダンスがブリッジ回路内で互いに反対側に配置されていることを意味します。現在のI3とI4はI1とI2と同相です。ブリッジ回路のインピーダンスを変化させることにより、電流は印加されたAC電圧信号より遅れる可能性があります。

2つのインジケータ間の相互インダクタンスにより、測定誤差をなくすことができます。回路内のコイル間の結合により、かなりのエラーが発生する可能性があるためです。回路の平衡状態を実現するために、可変コンデンサと抵抗が並列に接続されています。平衡状態で測定されたインダクタンスは、周波数に依存しません。

マクスウェルブリッジの種類

さまざまな種類の橋は

マクスウェルインダクタンスブリッジ

このタイプのブリッジ回路は、回路の未知のインダクタンス値を自己インダクタンスの標準値と比較することによって測定するために使用されます。ブリッジ回路の2つのアームは非誘導抵抗として知られており、もう1つのアームには固定抵抗が直列に接続された可変インダクタンスが含まれ、もう1つのアームには抵抗と直列に未知のインダクタンスが含まれています。 AC電圧源とヌル検出器は、回路の接合部の両端に接続されています。回路図を以下に示します。

マクスウェルのインダクタンスブリッジ

平衡状態では、マクスウェルのインダクタンス回路の式は次のようになります。

ここで、L1 =抵抗R1による未知のインダクタンス

R2とR3は非誘導抵抗です

L2は、抵抗r2が固定された可変インダクタンスです。

R2はL2と直列の可変抵抗器です

マクスウェルインダクタンス静電容量ブリッジ

このタイプのブリッジ回路は、可変の標準コンデンサと比較することにより、未知のインダクタンス値を測定するために使用されます。 AC電圧信号とヌル検出器が接合部に接続されています。

インダクタンス容量ブリッジ

回路から、私たちはそれを観察することができます、

片方のアームには、可変非誘導抵抗R1と並列に可変標準コンデンサC1が含まれています。

他の2つのアームには、既知の非誘導抵抗R2およびR3が含まれています。

別のアームには、未知のインダクタンスLxと直列の抵抗Rxが含まれており、その値を測定して既知の値と比較します。

マクスウェルのインダクタンス容量の式は、（バランス状態で）として与えられます。

Q =マクスウェルブリッジ回路の品質係数

マクスウェルズブリッジの利点

利点は

• 平衡状態では、ブリッジ回路は周波数に依存しません
• オーディオおよび電源周波数で広範囲のインダクタンス値を測定するのに役立ちます
• インダクタンス値を直接測定するために、校正された抵抗のスケールが使用されます。
• 高いインダクタンス範囲を測定し、標準値と比較するために使用されます。

マクスウェルブリッジのデメリット

短所は

• マクスウェルブリッジ回路の固定コンデンサは、抵抗とリアクタンスバランスの間に相互作用を引き起こす可能性があります。
• 高い範囲の品質係数（Q値> = 10）を測定することは適切ではありません。
• 回路で使用される可変標準コンデンサは非常に高価です。
• 回路バランス状態による低品質係数（Q値）の測定には使用しません。したがって、中品質のコイルに使用されます。

マクスウェルブリッジの応用

アプリケーションは

• 通信システムで使用されます
• 電子回路で使用
• 電源および可聴周波数回路で使用
• 回路の未知のインダクタンス値を測定し、標準値と比較するために使用されます。
• 中品質のコイルを測定するために使用されます。
• フィルタ回路、計装、線形および非線形回路で使用されます
• 電力変換回路で使用されます。

よくある質問

1）。 ACおよびDCブリッジとは何ですか？

ACブリッジとDCブリッジは、インダクタンス、静電容量、抵抗などの未知の成分を測定するために使用されます。または、回路の未知のインピーダンスを測定します。

さまざまなタイプのACブリッジは、マクスウェルブリッジ、マクスウェルウィーンブリッジ、アンダーソンブリッジ、ヘイブリッジ、オーウェンブリッジ、デソーティブリッジ、シェリングブリッジ、およびワインシリーズブリッジです。

DCブリッジは、ブリッジ回路の未知の抵抗を測定するために使用されます。さまざまなタイプのDCブリッジは、ホイートストンブリッジ、ケルビンブリッジ、およびひずみゲージブリッジです。

2）。どのブリッジが周波数に敏感ですか？

ウィーンブリッジは周波数に敏感です。

3）。ブリッジ回路の目的は何ですか？

ブリッジ回路の目的は、電源の電流を整流し、回路の未知のインピーダンスを測定して、既知の値と比較することです。

4）。自己インダクタンスの公式は何ですか？

磁束がわかっている場合、自己インダクタンスの式は次のように与えられます。

L =NΦm/ I。

ここで、「L」は自己です–ヘンリーのインダクタンス

「Φm」はコイル内の磁束です

「N」はターン数です

「I」は、アンペアのコイルを流れる電流です。

5）。 RCおよびLC発振器とは何ですか？

LC発振器はインダクタ-コンデンサタンク回路を使用しており、持続的な発振を生成する正帰還発振器の一種です。

抵抗とコンデンサを使用して正帰還のRCネットワークを形成する線形発振器は、RC発振器と呼ばれます。正弦波発振器としても知られています。

したがって、これがすべてです マクスウェルブリッジの概要 回路の定義、タイプ、式、方程式、タイプ、アプリケーション、長所、および短所。 「他の種類のブリッジ回路は何ですか？」という質問があります。