O que é Hays Bridge: Construção, Diagrama de Fasores e Suas Aplicações

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Antes de discutirmos a ponte Hays, temos que saber sobre o Maxwell Ponte limitações para entender como essa ponte é usada em várias aplicações. A principal função da Ponte Maxwell é medir o QF médio (fator de qualidade) nas bobinas (1

O que é Hays Bridge?

Definição: Um circuito de ponte que é usado para medir a resistência e indutância de bobinas com alto fator Q é conhecido como Ponte de Hays. Esta é a modificação de Maxwell's Ponte. Portanto, esta ponte é usada para determinar o fator de alta qualidade no circuito.




Hays-Bridge

ponte de feno

A conexão dos circuitos da ponte de feno pode ser feita conectando o capacitor e o resistor em série um com o outro. Para que a queda de tensão na resistência e capacitância seja alterada. Em Maxwell Bridge, a conexão do resistência e a capacitância pode ser feita em paralelo. Portanto, a magnitude de uma fonte de tensão em todo o resistor e o capacitor será o mesmo.



Construção da Ponte Hays

A construção da ponte Hays é mostrada abaixo. No circuito a seguir, o indutor 'L1' é desconhecido e é arranjado com a resistência 'R1' entre o braço ab. A comparação deste indutor pode ser feita com o capacitor ‘C4’ que está conectado com a resistência ‘R4’ no braço de cd. Da mesma forma, as resistências restantes como R2 e R3 estão conectadas nos braços ad & bc.

Ponte de construção-de-feno

construção-de-ponte

Para fazer a ponte em uma condição equilibrada, a resistência 'R4' e o capacitor 'C4' são ajustados. Quando o circuito está em uma condição equilibrada, não há fluxo de corrente em todo o detector. Aqui, o detector é colocado entre b & d. A queda potencial no braço de anúncios e CDs é equivalente. Da mesma forma, a queda de potencial no braço ab & bc é equivalente.

Teoria da Ponte Hays

No circuito acima, o indutor 'L1' é um indutor desconhecido, incluindo resistência 'R1'


R2, R3, R4 são conhecidos como resistência não indutiva.

‘C4’ é um capacitor padrão

As impedâncias de carga da ponte acima são

Z1 = R1-j / ωc1

Z2 = R2

Z3 = R3

Z4 = R4 + jωL4

Quando o circuito está equilibrado

Z1Z4 = Z2Z3

Substitua as impedâncias de carga nas equações acima

(R1-j / ωc1) * (R4 + jωL4) = R2 * R3

Aqui, 1 / C1 = L1 e L4 = 1 / C4

R1R4 + R1jωL4 - jR4 / ωc1 + jωL4 / ωc1 = R2 * R3

R1R4 + L1 / C4 + jωL1R4-jR1 / ωc4 = R2 * R3

Uma vez que os termos reais e imaginários são separados, podemos obter o seguinte

R1R4 + (L1 / C4) = R2 * R3

jωL1R4- (jR1 / ωc4) = R2 * R3

Ao resolver as equações acima, podemos obter

L1 = R2R3C4 / (1+ ω2R42C42)

R1 = ω2C42R2R3R4 / ω2R42C42

O QF da bobina é

Q = ωL1 / R1 = 1 / ω2R4C4

A equação de capacitância e indutância desconhecida inclui principalmente o termo de frequência. Portanto, para encontrar o valor de indutância desconhecido, a frequência de alimentação deve ser conhecida.

Aqui, a frequência não desempenha um papel essencial no alto QF

Q = 1 / ω2R4C4

Substituindo este valor no L1

L1 = R2R3C4 / 1 + (1 / Q) 2

Para um valor alto de 'Q', o 1 / Q pode ser ignorado e, portanto, a equação será

L1 = R2R3C4

Diagrama de Fasores da Ponte de Hays

No diagrama fasorial a seguir da ponte de Hays, e1, e2, e3 e e4 são pontos nulos. Uma vez que a corrente flui através do braço 'bd', então e1 = e2 e e3 = e4. Aqui, 'i1' é o eixo de referência no diagrama fasorial e este eixo conduz 'i2' com algum ângulo devido ao capacitor conectado entre o braço 'cd'. Marque a resultante de e1 e e2 do ponto nulo a e. O ângulo de fase entre a resistência elétrica (r4) e o capacitor (c4) é de 90 ° mostrado na figura.

Fasor-Diagrama

diagrama fasorial

Vantagens

As vantagens da ponte de feno são

  • Esta ponte é usada para indutâncias desconhecidas para fornecer uma expressão simples. É apropriado para a bobina que tem um fator Q alto do que 10 ohms.
  • Para o fator Q, esta ponte fornece uma equação simples.
  • Ele usa um pequeno valor de resistência para determinar o fator de qualidade.

Desvantagens

As desvantagens da ponte de feno são

  • Não é aplicável para a medição da bobina que tem fator Q inferior a 10 ohms.
  • A equação balanceada da ponte depende da frequência de operação e, portanto, a mudança de frequência influenciará as medições.
  • O fator Q é usado para determinar a relação principal entre a energia que é armazenada e dissipada dentro do circuito.

Aplicações de Hays Bridge

Os aplicativos são

  • Esta ponte é usada para determinar a auto-indutância do circuito.
  • Isso é usado para superar a desvantagem da ponte de Maxwell. O
  • Este circuito em ponte é usado para medir o alto QF (fator de qualidade) no circuito.

Portanto, isso é tudo sobre uma visão geral da ponte de Hay . O fator de qualidade pode ser medido usando Maxwell, bem como a ponte de Hay, mas Maxwell é usado para calcular o QF médio (Q 10). Então, para superar a limitação de Maxwell, este circuito de ponte é usado. Aqui está uma pergunta para você, qual é a diferença entre Maxwell’s e Hay’s Bridge?