43) Мосты переменного тока

М ост переменного тока питается от источника переменного тока, а сопротивления плеч в общем случае представляют собой комплексные сопротивления вида (рис. 2.60). В качестве индикатора (И) переменного напряжения используют электронный вольтметр, осциллографический индикатор нуля или головные телефоны.

Равновесие моста достигается при условии равенства произведений комплексных сопротивлений противоположных плеч:

Записав это выражение в показательной форме, получим

где z_i – модуль комплексного сопротивления; _i – фазовый сдвиг между током и напряжением в соответствующем плече.

Полученное равенство распадается на два условия равновесия

;

.

Отсюда следует, что для уравновешивания моста переменного тока необходимо подбирать соотношения не только активных, но и реактивных составляющих сопротивлений плеч.

Ясно, что условие равновесия для фазовых сдвигов может быть выполнено не при любом расположении реактивных сопротивлений.

Так, если в противоположные плечи моста, например, в первое и третье, включены резисторы, будет выполняться . Для реализации необходимо, чтобы во втором и четвертом плечах были включены реактивные сопротивления, дающие фазовые сдвиги разного знака (рис. 2.61,а).

Если резисторы включены в два смежных плеча, например первое и второе, то в оставшиеся плечи должны быть включены реактивные сопротивления одного знака (рис. 2.61,а,б). Наконец во все плечи моста можно поставить однотипные реактивные элементы, например, конденсаторы (рис. 2.61,г).

а б в г

Рис. 2.61. Варианты схем мостов переменного тока

44)Мост для измерения емкости

С хема моста для измерения емкости и тангенса угла потерь представлена на рис. 2.62. Два плеча моста выполнены в виде магазинов сопротивлений R₁ и R₂. Исследуемый конденсатор представлен в виде схемы замещения, содержащий емкость С_х и сопротивление потерь r_x. В четвертое плечо включены образцовый конденсатор С_о c очень малыми потерями и переменный резистор r_o с малым сопротивлением, имитирующий сопротивление потерь. Условие равновесия моста имеет вид

,

откуда

; ; .

Показателем величины потерь в конденсаторе является tg_x, где . Для исследуемого конденсатора

.

Балансировку моста производят изменением отношения R₁/R₂, а также изменением r_o. Как правило приходится несколько раз поочередно изменять эти параметры постепенно приближаясь к равновесию.

45) Мост для измерения индуктивности

С хема моста для измерения индуктивности и добротности катушки индуктивности приведена на рис. 2.63. Магазины сопротивлений включены во второе и четвертое плечи (R₂ и R₄). Катушка индуктивности изображена в виде схемы замещения, содержащей индуктивность L_x и эквивалентного сопротивления потерь r_x. В противоположное плечо включены образцовый конденсатор С_о с очень малыми потерями и образцовый резистор R_o с большим сопротивлением.

Условие равновесия имеет вид

,

откуда

; ; .

Мосты для измерения емкостей и индуктивностей обычно работают на частотах 100 Гц и 1000 Гц. Мосты переменного тока больше подвержены влиянию помех и паразитных связей, поэтому их погрешности выше, чем у мостов постоянного тока (класс точности от 0,1 до 5).