麦克斯韦电感电容桥:图及应用

什么是麦克斯韦电桥

一个麦克斯韦电感电容桥(称为麦克斯韦电桥)是一种改进版本的惠斯通电桥用来测量电路的自感。麦克斯韦电桥使用零偏转法(也称为“电桥法”)来计算电路中的未知电感。当被校准的元件是并联电容和电阻时，电桥称为麦克斯韦-维恩电桥。

的工作原理是,积极的相位角归纳阻抗可以通过负相角补偿电容的阻抗时把相反的胳膊,在谐振电路(即,没有电位差在检测器,因此没有电流通过它)。这个未知的电感就根据这个电容而已知。

有两种类型的麦克斯韦桥:麦克斯韦电感桥和麦克斯韦电感电容桥。在麦克斯韦电感桥，只有电感器和电阻使用。在麦克斯韦电感电容桥中，a电容器也添加到电路中。

由于这两种麦克斯韦电桥都是基于交流电桥，我们将首先解释交流电桥的工作原理，然后解释麦克斯韦电桥。

交流的桥梁

交流电桥由一个电源、一个平衡检测器和四个臂组成。在交流电桥中，所有四个臂都包含一个阻抗。交流电桥由直流电桥代替电池带有交流电源和检流计的惠斯顿电桥。

它们对于找出电感非常有用，电容、贮存因子、耗散因子等。

现在让我们推导交流电桥平衡的一般表达式。交流桥组网如下图所示:

这里Z₁, Z₂, Z_3.和Z₄是桥的臂。

在平衡的情况下潜在的差异b和d之间一定是零。从这，当电压降从a到d等于从a到b在幅度和相位上都下降。
因此，我们从图e得到₁= e₂

从方程1 2 3我们得到Z₁．Z₄Z =₂．Z_3.当阻抗被导纳，得到Y₁．Y₄= Y₂．Y_3.．

现在考虑交流电桥的基本形式。假设我们有如下所示的电桥电路，
在这个电路R中_3.和R₄是纯粹的电抗性．代入Z的值₁, Z₂, Z_3.和Z₄在我们上面推导的交流电桥方程中。

现在将实部和虚部相等，我们得到:

由上述方程可以得出以下重要结论:

1. 我们得到两个由实部和虚部等价得到的平衡方程，这意味着交流电桥必须同时满足两者的关系(即幅值和相位)。当且仅当两个方程都包含一个变量元时，这两个方程都称为独立的。这个变量可以是电感或电阻。
2. 上述方程与频率无关，这意味着我们不需要源电压的精确频率，而且所应用的源电压波形也不需要完全是正弦的。

麦克斯韦桥

麦克斯韦桥主要有两种类型:

1. 麦克斯韦电感桥
2. 麦克斯韦电感电容桥

麦克斯韦电感桥

现在让我们讨论麦克斯韦电感桥．图中为麦克斯韦电感桥电路图。

在这个电桥中，臂bc和cd是纯电阻的，而相平衡依赖于臂ab和ad。
在这里我₁=未知电感r₁．
l₂=电阻R可变电感器₂．
r₂=可变电阻。
正如我们在交流电桥中讨论的根据平衡条件，我们在平衡点有:

我们可以改变R_3.和R₄在电阻箱的帮助下从10欧姆到10000欧姆。

麦克斯韦电感电容桥

在这个麦克斯韦桥，用标准可变电容器测量未知电感。
电桥的电路如下:

在这里,我₁为未知电感，C₄是一个标准的电容器。
在平衡条件下，我们从交流电桥得到Z₁．Z₄Z =₂．Z_3.

我们把实部和虚部分开，我们有，

现在,品质因数是由,

麦克斯韦桥的优点

麦克斯韦电桥的优点是:

1. 频率没有出现在两个方程的最终表达式中，因此它与频率无关。
2. 麦克斯韦电感电容桥对于音频范围内的电感测量是非常有用的。

麦克斯韦桥的缺点

麦克斯韦电桥的缺点是:

1. 可变标准电容器非常昂贵。
2. 该电桥仅限于测量低质量线圈(1 < Q < 10)，也不适用于低Q值(即Q < 1)。由此我们得出结论，麦克斯韦电桥仅适用于中等Q线圈。

上述所有限制都被改进的桥称为海氏桥哪个不使用an电阻与电容器并联。