Nei circuiti elettronici, un circuito a ponte gioca un ruolo chiave nei calcoli di laboratorio per implementare varie applicazioni elettroniche. Sulla base della progettazione e della costruzione del circuito del ponte, ci sono diversi tipi di circuiti del ponte come quello di Wheatstone, Maxwell , Kelvin, Wein, Carey Foster Bridge, ecc. Per calcolare i valori di resistenza, viene utilizzato il circuito Carey Foster Bridge, inventato da Carey Foster nel 1872. Questo articolo fornisce un'analisi dettagliata del Carey Foster Bridge, del principio del circuito e del suo funzionamento.
Cos'è Carey Foster Bridge?
Il circuito a ponte che può calcolare resistenze medie o può confrontare e misurare le due grandi / uguali resistenza valori con piccole variazioni è noto come Carey Foster Bridge. È la forma modificata del circuito del ponte di Wheatstone. Viene anche definito il metodo delle piccole resistenze.
Principio di Carey Foster Bridge
Il principio del ponte adottivo di Carey è semplice e simile al principio di funzionamento del ponte di Wheatstone. Funziona in base al principio del rilevamento nullo. Ciò significa che i rapporti delle resistenze saranno uguali e il galvanometro registra zero dove non c'è flusso di corrente.
Come sappiamo, il circuito a ponte è bilanciato quando non c'è flusso di corrente attraverso il galvanometro . In una condizione sbilanciata, la corrente scorre attraverso il galvanometro e la lettura viene registrata osservando la deflessione.
Il Carey foster bridge schema elettrico è mostrato sotto. Ci sono due unità nel circuito
- Unità Bridge
- Unità di prova
Carey Foster Bridge Circuit
L'unità di test contiene il file Alimentazione elettrica , galvanometro e resistenze variabili da misurare. L'alimentazione DC viene applicata per eliminare i problemi di scarica della batteria relativi al tempo. Quindi, non mostra alcun impatto sull'output.
Dalla figura, il circuito a ponte è costruito con resistenze P, Q, R e S. P e Q sono le resistenze note utilizzate per il confronto. R e S sono resistenze sconosciute da misurare. Il filo scorrevole di lunghezza L è posto tra le resistenze R e S come mostrato in figura. Per equalizzare / equivalere i rapporti delle resistenze P / Q e R / S, i valori di P e Q possono essere regolati. Far scorrere il contatto del filo scorrevole per equivalere al rapporto di resistenza.
Considera I1 la distanza dal lato sinistro dove il ponte è in equilibrio. Scambiare le resistenze R ed S mentre il ponte viene bilanciato facendo scorrere il contatto con una distanza di I2.
L'interruttore viene utilizzato per scambiare le resistenze R e S durante il test. Il galvanometro registra zero quando il ponte è in equilibrio. La prima equazione del bilanciamento del ponte è,
P / Q = (R + I1r) / [(S + (L + I1) r]
Dove r = resistenza / lunghezza unitaria del filo scorrevole.
Ora scambia le resistenze R e S. Quindi l'equazione bilanciata per il circuito a ponte è data come,
P / Q = (S + I2r) / [(R + (L-I2)]
Per la prima equazione di equilibrio, otteniamo,
P / Q + 1 = [(R + I1r + S + (L-I1) r] / [S + (L-I1) r] …… Eq (1)
P / Q = (R + S + I1r) / (S + (L-I1) r)
Otteniamo una seconda equazione del bilanciamento del ponte come
P / Q + 1 = [(S + I2r + R + (L-I1) r] / [R + (L-I2) r]… .. Eq (2)
P / Q +1 = (S + R + Ir) / (R + (L-I2) r)
Dalle equazioni precedenti (1) e (2)
S + (L-I1) r = R + (L-I1) r
S-R = (I1-I2)
Nella condizione di equilibrio del ponte, la differenza tra le resistenze S e R è uguale alla differenza di distanza tra le lunghezze l1 e l2 del filo di scorrimento.
Quindi questo tipo di circuito a ponte è anche chiamato circuito a ponte scorrevole di Carey foster.
In pratica, quando il ponte è sbilanciato, il galvanometro è collegato in parallelo con la bassa resistenza, che evita la bruciatura del circuito. Il Carey Foster Bridge è sensibile nel punto in cui la misurazione deve essere eseguita al punto zero. e le resistenze note e sconosciute sono comparabili.
Calibrazione del filo scorrevole
Per ottenere la calibrazione del filo scorrevole, posizionare le resistenze R o S in parallelo con le resistenze note del filo scorrevole come mostrato in figura.
Per la calibrazione del filo scorrevole, considerare S come la resistenza nota
S 'è il valore di resistenza quando connesso in parallelo.
S-R = (I1-I2) r
S’-R = (I’1-I’2) r
(S-R) / (I1-I2) = (S'-R) / (I'1-I'2)
Per ottenere il valore di R per risolvere l'equazione precedente,
R = [S (I’1-i’2) - S (I1-I2)] / [(I’1-I’2-I1 + I2)]… .. Eq (3)
Utilizzando Carey Foster Bridge, i valori delle resistenze R e S possono essere confrontati e misurati direttamente in relazione alla lunghezza. Le resistenze P, Q e il contatto scorrevole vengono eliminate.
Errori durante la costruzione del circuito del ponte Carey e la calibrazione del filo scorrevole
La resistenza costante è eccessiva quando i bordi dei fili collegati, delle strisce di rame e delle estremità della resistenza non sono puliti.
Il collegamento stretto delle resistenze frazionarie può sviluppare un contatto di resistenza avverso quando la corrente scorre attraverso il filo scorrevole per un periodo più lungo, quindi il filo potrebbe riscaldarsi e danneggiarsi.
Durante lo scorrimento della lunghezza del filo, potrebbe essere non uniforme e la dimensione della sezione trasversale del filo può essere modificata.
Vantaggi
Il vantaggi di Carey Foster Bridge siamo
- La complessità del circuito a ponte è ridotta perché non sono necessarie apparecchiature aggiuntive ad eccezione del filo di scorrimento e delle resistenze.
- Può essere utilizzato come ponte di misurazione dove la lunghezza del filo di scorrimento può essere aumentata collegando le resistenze in serie. Quindi la precisione del circuito a ponte è aumentata.
- La costruzione è semplice e facile da progettare
- I componenti utilizzati nel circuito non sono complessi
Applicazioni di Carey Foster Bridge
Le applicazioni di Carey Foster Bridge sono le seguenti
- Viene utilizzato per calcolare i valori delle medie resistenze
- Viene utilizzato per confrontare i valori approssimativi di resistenze uguali
- Viene utilizzato per misurare il valore della resistenza specifica del filo scorrevole. > Utilizzato nei circuiti dei rivelatori di luce.
- Utilizzato per misurare l'intensità di luce, pressione o tensione. Poiché è una forma modificata del ponte di Wheatstone
Quindi, questo è tutto una panoramica di Carey Foster Bridge circuito: definizione, principio, circuito, vantaggi, applicazioni e calibrazione del filo scorrevole. Ecco una domanda per te: “Quali sono gli svantaggi del Carey Foster Bridge? '
