Trong các mạch điện tử, mạch cầu đóng một vai trò quan trọng trong các tính toán trong phòng thí nghiệm để thực hiện các ứng dụng điện tử khác nhau. Dựa trên thiết kế và cấu tạo của mạch cầu mà có các loại mạch cầu khác nhau như Wheatstone’s, Maxwell , Kelvin, Wein, Cầu nâng Carey, v.v ... Để tính toán giá trị điện trở Mạch cầu nuôi Carey được sử dụng, do Carey nuôi phát minh vào năm 1872. Bài viết này phân tích chi tiết về cầu nuôi Carey, nguyên lý mạch và hoạt động của nó.
Carey Foster Bridge là gì?
Mạch cầu có thể tính toán điện trở trung bình hoặc có thể so sánh và đo lường hai lớn / bằng nhau Sức cản các giá trị với các biến thể nhỏ được gọi là cầu nuôi Carey. Nó là dạng sửa đổi của mạch cầu Wheatstone. Nó cũng được gọi là phương pháp của điện trở nhỏ.
Nguyên tắc Carey Foster Bridge
Nguyên tắc cầu nuôi dưỡng Carey rất đơn giản và tương tự như nguyên tắc làm việc cầu của Wheatstone. Nó hoạt động trên nguyên tắc phát hiện null. Điều đó có nghĩa là tỷ số của các điện trở sẽ bằng nhau và điện kế ghi số 0 ở nơi không có dòng điện chạy qua.
Như đã biết, mạch cầu cân bằng khi không có dòng điện chạy qua điện kế . Ở điều kiện không cân bằng, dòng điện chạy qua điện kế và số đọc được ghi lại bằng cách quan sát độ lệch.
Các Sơ đồ mạch cầu nuôi dưỡng cẩn thận được hiển thị bên dưới. Có hai đơn vị trong mạch
- Đơn vị cầu nối
- Đơn vị kiểm tra
Mạch cầu Carey Foster
Đơn vị thử nghiệm chứa Nguồn cấp , điện kế và điện trở thay đổi được đo. Nguồn điện một chiều được sử dụng để loại bỏ các vấn đề về thời gian xả pin liên quan đến thời gian. Vì vậy, nó không cho thấy bất kỳ tác động nào đến đầu ra.
Từ hình vẽ, ta thấy mạch cầu có các điện trở P, Q, R và S. P và Q là điện trở đã biết dùng để so sánh. R và S là các điện trở chưa biết cần đo. Dây trượt có chiều dài L được đặt giữa điện trở R và S như hình vẽ bên. Để cân bằng / tương đương với tỷ lệ điện trở P / Q và R / S, các giá trị của P và Q có thể được điều chỉnh. Trượt tiếp điểm của dây trượt để tỷ số điện trở tương đương.
Coi I1 là khoảng cách từ mặt trái đến vị trí cân bằng của cây cầu. Thay đổi các điện trở R và S trong khi cây cầu được cân bằng bằng cách trượt tiếp xúc với một khoảng I2.
Công tắc được sử dụng để thay đổi các điện trở R và S trong khi thử nghiệm. Điện kế ghi số 0 khi cầu cân bằng. Phương trình cân bằng cầu đầu tiên là,
P / Q = (R + I1r) / [(S + (L + I1) r]
Trong đó r = điện trở / đơn vị chiều dài của dây trượt.
Bây giờ hoán đổi các điện trở R và S. Khi đó, phương trình cân bằng cho mạch cầu được cho là,
P / Q = (S + I2r) / [(R + (L-I2)]
Đối với phương trình cân bằng đầu tiên, chúng ta nhận được,
P / Q + 1 = [(R + I1r + S + (L-I1) r] / [S + (L-I1) r] …… Phương trình (1)
P / Q = (R + S + I1r) / (S + (L-I1) r)
Chúng tôi nhận được một phương trình cân bằng cầu thứ hai là
P / Q + 1 = [(S + I2r + R + (L-I1) r] / [R + (L-I2) r]… .. Phương trình (2)
P / Q +1 = (S + R + Ir) / (R + (L-I2) r)
Từ phương trình trên (1) và (2)
S + (L-I1) r = R + (L-I1) r
S-R = (I1-I2)
Ở điều kiện cân bằng của cầu, hiệu số giữa điện trở S và R bằng hiệu số khoảng cách giữa các độ dài l1 và l2 của dây trượt.
Do đó loại mạch cầu này còn được gọi là mạch cầu dây trượt Carey.
Trong thực tế, khi cầu mất cân bằng, điện kế được mắc song song với điện trở thấp sẽ tránh được hiện tượng cháy mạch. Cầu nuôi Carey nhạy cảm khi phép đo được thực hiện tại điểm rỗng. và các điện trở đã biết và chưa biết có thể so sánh được.
Hiệu chỉnh dây trượt
Để đạt được hiệu chuẩn của dây trượt, đặt điện trở R hoặc S song song với các điện trở đã biết của dây trượt như thể hiện trong hình.
Để hiệu chuẩn dây trượt, coi S là điện trở đã biết
S ’là giá trị điện trở khi mắc song song.
S-R = (I1-I2) r
S’-R = (I’1-I’2) r
(S-R) / (I1-I2) = (S’-R) / (I’1-I’2)
Để nhận giá trị của R để giải phương trình trên,
R = [S (I’1-i’2) - S (I1-I2)] / [(I’1-I’2-I1 + I2)]… .. Phương trình (3)
Bằng cách sử dụng cầu nâng Carey, các giá trị của điện trở R và S có thể được so sánh và đo trực tiếp liên quan đến chiều dài. Các điện trở P, Q và tiếp điểm trượt được loại bỏ.
Lỗi khi xây dựng mạch cầu cẩn thận và hiệu chỉnh dây trượt
Điện trở không đổi là quá mức khi các cạnh của dây được kết nối, dải đồng và đầu mút điện trở không sạch.
Kết nối chặt chẽ của các điện trở phân đoạn có thể phát triển tiếp xúc điện trở bất lợi khi dòng điện chạy qua dây trượt trong thời gian dài hơn, khi đó dây có thể bị nóng lên và bị hỏng.
Khi trượt chiều dài của dây, nó có thể không đồng nhất và kích thước mặt cắt ngang của dây có thể bị thay đổi.
Ưu điểm
Các lợi thế của cầu nuôi Carey Chúng tôi
- Độ phức tạp của mạch cầu giảm do không cần thiết bị bổ sung ngoại trừ dây trượt và các điện trở.
- Nó có thể được sử dụng như cầu đồng hồ, nơi có thể tăng chiều dài dây trượt bằng cách nối điện trở nối tiếp. Do đó độ chính xác của mạch cầu được tăng lên.
- Xây dựng đơn giản và dễ thiết kế
- Các thành phần sử dụng trong mạch không phức tạp
Các ứng dụng của Carey Foster Bridge
Các ứng dụng của cầu nuôi Carey như sau
- Nó được sử dụng để tính toán các giá trị của điện trở trung bình
- Nó được sử dụng để so sánh các giá trị gần đúng của các điện trở bằng nhau
- Nó được sử dụng để đo giá trị của điện trở cụ thể của dây trượt. > Được sử dụng trong mạch dò đèn.
- Được sử dụng để đo cường độ ánh sáng, áp suất hoặc sức căng. Vì nó là một dạng sửa đổi của cầu Wheatstone
Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan về cây cầu nuôi dưỡng Carey mạch- định nghĩa, nguyên lý, mạch, ưu điểm, ứng dụng và hiệu chuẩn của dây trượt. Đây là một câu hỏi dành cho bạn “Nhược điểm của cầu nuôi Carey là gì? “
