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（称为麦克斯韦桥）是一种改进版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”）计算电路中的未知电感。当校准元件为并联电容器和电阻器时，该电桥称为Maxwell-Wien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)。这个未知的电感就可以用这个电容来表示。

麦克斯韦电桥有两种类型:麦克斯韦电感电桥和麦克斯韦电感电容电桥。在麦克斯韦电感电桥中，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。

由于这两种类型的麦克斯韦电桥都是基于交流电桥的，在解释麦克斯韦电桥之前，我们将首先解释交流电桥的工作原理。

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。在交流桥中，所有四臂都包含一个阻抗。交流桥是通过更换直流桥而形成的电池采用交流电源和惠斯通电桥检波器。

它们对于找出电感非常有用，电容、储存因素、耗散因素等。

现在让我们推导交流电桥平衡的一般表达式。交流网桥组网如下图所示:

这里是Z₁, Z₂, Z_3.和Z₄是桥的臂。

现在在平衡条件下潜在的差异b和d之间的值必须为零。从这，当电压降从a到d等于从a到b的幅度和相位。
因此，我们从图e₁= e₂

从方程1 2 3中我们得到了Z₁。Z₄Z =₂。Z_3.当阻抗被进入权，我们有₁。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桥接电路，
在这个电路中_3.和R₄是纯粹的电抗性。代入Z的值₁, Z₂, Z_3.和Z₄在上面我们推导出的交流电桥方程中。

现在将实部和虚部相等，我们得到：

以下是从上述方程式中得出的重要结论：

1. 我们通过将实部和虚部相等得到两个平衡方程，这意味着对于交流电桥，必须同时满足关系（即幅值和相位）。当且仅当两个方程都包含一个变量元素时，这两个方程称为独立的。该变量可以是电感器或电阻器。
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，而且施加的源电压波形也不需要完全正弦。

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电桥的电路图。

在这个电桥中，臂bc和臂cd是纯电阻的，而相位平衡依赖于臂ab和ad。
给我₁=未知的电感r₁。
l₂=可变电感电阻R₂。
r₂可变电阻。
正如我们在交流电桥中根据平衡条件所讨论的，在平衡点处我们有:

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

在这个麦克斯韦桥未知电感由标准可变电容器测量。
电桥的电路如下图所示，

给你，我₁是未知电感，C₄是标准电容器。
现在在平衡条件下，我们从交流电桥得到Z₁。Z₄Z =₂。Z_3.

让我们把实部和虚部分开，

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. 频率不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是非常有用的测量范围广泛的电感在音频。

麦克斯韦桥的缺点

麦克斯韦桥的缺点是:

1. 可变标准电容器非常昂贵。
2. 该电桥仅限于测量低质量的线圈(1 < Q < 10)，也不适用于低Q值(即Q < 1)，由此我们可以得出麦克斯韦电桥只适用于中Q线圈。

以上所有的限制都被改进后的桥梁所克服海氏桥它不使用电阻与电容器并联。