¿Qué es el puente Maxwell
A Puente de capacidad de inducción de Maxwell (conocido como el Puente de Maxwell) es una versión modificada de un El puente de Wheatstone que se utiliza para medir la autoinducción de un circuito. Un puente de Maxwell utiliza el método de la desviación nula (también conocido como el método del puente) para calcular una inductancia desconocida en un circuito. Cuando los componentes calibrados son un condensador y una resistencia en paralelo, el puente se conoce como puente Maxwell-Wien.
El principio de funcionamiento es que el ángulo de fase positiva de una impedancia inductiva puede compensarse con el ángulo de fase negativa de una impedancia capacitiva cuando se pone en el brazo opuesto y el circuito está en resonancia (es decir, no hay diferencia de potencial a través del detector y por lo tanto no fluye corriente a través de él). La inductancia desconocida se conoce entonces en términos de esta capacitancia.
Hay dos tipos de puentes Maxwell: El puente inductor de Maxwells y el puente de capacitancia de Maxwells. En el puente inductor de Maxwells, sólo inductores y resistencias se utilizan. En el puente de capacitancia del inductor de Maxwells, un condensador también se añade al circuito.
Como ambos tipos de estos puentes de Maxwell se basan en un puente AC, bueno, primero explique el principio de funcionamiento de un puente AC antes de explicar un puente de Maxwell.
Puentes AC
Un puente AC consiste en una fuente, un detector de equilibrio y cuatro brazos. En los puentes AC, los cuatro brazos contienen una impedancia. Los puentes AC se forman reemplazando la DC batería con una fuente de CA y un galvanómetro por detector del puente de Wheatstone.
Son muy útiles para descubrir la inductancia, capacitancia, factor de almacenamiento, factor de disipación, etc.
Ahora vamos a derivar la expresión general para un balance de puente de CA. La siguiente figura muestra una red de puentes AC:
Aquí Z1, Z2, Z3 y Z4 son los brazos del puente.
Ahora en la condición de equilibrio, el diferencia de potencial entre b y d debe ser cero. A partir de esto, cuando el Caída de tensión de a a d es igual a bajar de a a b tanto en magnitud como en fase.
Por lo tanto, tenemos de la figura e1 = e2
De la ecuación 1, 2 y 3 tenemos Z1.Z4 = Z2.Z3 y cuando la impedancia es reemplazada por admisióntenemos Y1.Y4 = Y2.Y3.
Ahora considera la forma básica de un puente AC. Supongamos que tenemos un circuito de puente como el que se muestra a continuación,
En este circuito R3 y R4 son puros resistencias eléctricas. Poniendo el valor de Z1, Z2, Z3 y Z4 en la ecuación que hemos deducido anteriormente para el puente de CA.
Ahora igualando las partes reales e imaginarias, tenemos:
A continuación se presentan las importantes conclusiones que pueden extraerse de las ecuaciones anteriores:
- Obtenemos dos ecuaciones equilibradas que se obtienen mediante la ecuación de las partes real e imaginaria, lo que significa que para un puente ac, ambas relaciones (es decir, la magnitud y la fase) deben satisfacerse al mismo tiempo. Se dice que ambas ecuaciones son independientes si y sólo si ambas ecuaciones contienen un único elemento variable. Esta variable puede ser un inductor o una resistencia.
- Las ecuaciones anteriores son independientes de la frecuencia, lo que significa que no requerimos la frecuencia exacta del voltaje de la fuente y también la forma de onda del voltaje de la fuente aplicada no necesita ser perfectamente sinusoidal.
El puente de Maxwells
Hay dos tipos principales de puentes de Maxwell:
- El puente inductor de Maxwells
- El puente de capacitancia del inductor de Maxwells
Puente de inducción de Maxwells
Ahora discutamos El puente de inducción de Maxwells. La figura muestra el diagrama de circuito del puente inductor de Maxwells.
En este puente, los brazos bc y cd son puramente resistivos mientras que el equilibrio de fase depende de los brazos ab y ad.
Aquí.1 = inductor desconocido de r1.
l2 = inductor variable de resistencia R2.
r2 = resistencia eléctrica variable.
Como hemos discutido en el puente AC según la condición de equilibrio, tenemos en el punto de equilibrio:
Podemos variar R3 y R4 de 10 ohmios a 10.000 ohmios con la ayuda de la caja de resistencia.
Puente de capacidad de inducción de Maxwells
En este El puente Maxwellel inductor desconocido es medido por el condensador variable estándar.
El circuito de este puente se muestra a continuación,
Aquí, yo1 es una inductancia desconocida, C4 es un condensador estándar.
Ahora, en condiciones de equilibrio, tenemos desde el puente AC que Z1.Z4 = Z2.Z3
Separemos las partes reales e imaginarias, entonces tenemos,
Ahora el factor de calidad viene dado por,
Ventajas del puente de Maxwells
Las ventajas de un puente Maxwell son:
- La frecuencia no aparece en la expresión final de ambas ecuaciones, por lo que es independiente de la frecuencia.
- El puente de capacitancia del inductor de Maxwells es muy útil para el amplio rango de medición del inductor en las frecuencias de audio.
Desventajas del puente de Maxwells
Las desventajas de un puente Maxwell son:
- El condensador estándar variable es muy caro.
- El puente se limita a la medición de bobinas de baja calidad (1 < Q < 10) y también es inadecuado para valores bajos de Q (es decir, Q < 1) de esto concluimos que un puente Maxwell se utiliza sólo para bobinas de Q medianas.
Las limitaciones anteriores son superadas por el puente modificado que se conoce como El puente Hays que no utiliza un resistencia eléctrica en paralelo con el condensador.
