మాక్స్వెల్స్ వంతెన అంటే ఏమిటి: సర్క్యూట్, ఫాజర్ రేఖాచిత్రం & అనువర్తనాలు

తెలియని వాటిని లెక్కించడానికి ఉపయోగించే సర్క్యూట్లు నిరోధకత , ఇండక్టెన్స్, కెపాసిటెన్స్, ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు మ్యూచువల్ ఇండక్టెన్స్‌ను ఎసి వంతెనలు అంటారు. ఈ సర్క్యూట్లు AC వోల్టేజ్ సిగ్నల్‌తో పనిచేస్తాయి. ఈ వంతెనలు శూన్య డిటెక్టర్ ద్వారా పొందిన ఇంపెడెన్స్‌ల బ్యాలెన్స్ రేషియో సూత్రంపై పనిచేస్తాయి మరియు ఖచ్చితమైన ఫలితాలను ఇస్తాయి. కొన్ని సర్క్యూట్లలో, శూన్య డిటెక్టర్కు బదులుగా AC యాంప్లిఫైయర్ ఉపయోగించవచ్చు. సర్క్యూట్ నుండి పొందిన బ్యాలెన్స్ సమీకరణాలు తెలియని ప్రతిఘటన, కెపాసిటెన్స్ మరియు ఇండక్టెన్స్ను నిర్ణయించడానికి మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ నుండి స్వతంత్రంగా ఉండటానికి ఉపయోగించవచ్చు. లో AC వంతెనలు ఉపయోగించబడతాయి కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్స్ , సంక్లిష్ట విద్యుత్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లు మరియు మరెన్నో. ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లలో వివిధ రకాల ఎసి వంతెనలు ఉన్నాయి. అవి మాక్స్వెల్స్ వంతెన, మాక్స్వెల్స్ వీన్ వంతెన, అండర్సన్ వంతెన, హే యొక్క వంతెన, ఓవెన్ వంతెన, డి సౌటీ వంతెన, షెరింగ్ వంతెన మరియు వీన్ సిరీస్ వంతెన.

మాక్స్వెల్స్ బ్రిడ్జ్ డెఫినిషన్

మాక్స్వెల్ యొక్క వంతెనను మాక్స్వెల్ యొక్క వీన్ వంతెన లేదా మార్పు చేసిన రూపం అని కూడా పిలుస్తారు వీట్‌స్టోన్ వంతెన లేదా మాక్స్వెల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ కెపాసిటెన్స్ వంతెన, క్రమాంకనం చేసిన కెపాసిటెన్సులు మరియు ప్రతిఘటనల పరంగా తెలియని ఇండక్టెన్స్‌లను కొలవడానికి ఉపయోగించే నాలుగు చేతులను కలిగి ఉంటుంది. తెలియని ఇండక్టెన్స్ విలువను కొలవడానికి దీనిని ఉపయోగించవచ్చు మరియు దానిని ప్రామాణిక విలువతో పోలుస్తుంది. ఇది తెలిసిన మరియు తెలియని ఇండక్టెన్స్ విలువల పోలిక సూత్రంపై పనిచేస్తుంది.

సమాంతర క్రమాంకనం చేసిన ఇండక్టెన్స్‌ను లెక్కించడానికి ఇది శూన్య విక్షేపణ పద్ధతిని ఉపయోగిస్తుంది రెసిస్టర్ మరియు కెపాసిటర్. ప్రేరక ఇంపెడెన్స్ యొక్క సానుకూల దశ కోణం కెపాసిటివ్ ఇంపెడెన్స్ యొక్క ప్రతికూల దశ కోణంతో భర్తీ చేయబడితే (వ్యతిరేక చేతిలో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది) మాక్స్వెల్ యొక్క వంతెన సర్క్యూట్ ప్రతిధ్వనిస్తుంది. అందువల్ల సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్ ఉండదు మరియు శూన్య డిటెక్టర్ అంతటా సంభావ్యత ఉండదు.

మాక్స్వెల్స్ బ్రిడ్జ్ ఫార్ములా

మాక్స్వెల్ యొక్క వంతెన సమతుల్య స్థితిలో ఉంటే, తెలియని ఇండక్టెన్స్ వేరియబుల్ స్టాండర్డ్ కెపాసిటర్ ఉపయోగించి కొలవవచ్చు. మాక్స్వెల్ యొక్క వంతెన సూత్రం ఇవ్వబడింది (ఇండక్టెన్స్, రెసిస్టెన్స్ మరియు కెపాసిటెన్స్ పరంగా)

R1 = R2r3 / R4

L1 = R2R3C4

మాక్స్వెల్ యొక్క వంతెన సర్క్యూట్ యొక్క నాణ్యత కారకం ఇలా ఇవ్వబడింది,

Q = ωL1 / R1 = ωC4R4

మాక్స్వెల్స్ బ్రిడ్జ్ సర్క్యూట్

మాక్స్వెల్ యొక్క వంతెన సర్క్యూట్ చదరపు లేదా రాంబస్ ఆకారంలో అనుసంధానించబడిన 4 చేతులను కలిగి ఉంటుంది. ఈ సర్క్యూట్లో, రెండు చేతులు ఒకే రెసిస్టర్‌ను కలిగి ఉంటాయి, మరొక చేతిలో సిరీస్ కాంబినేషన్‌లో రెసిస్టర్ మరియు ఇండక్టర్ ఉంటుంది మరియు చివరి చేతిలో సమాంతర కలయికలో రెసిస్టర్ మరియు కెపాసిటర్ ఉంటుంది. ప్రాథమిక మాక్స్వెల్ యొక్క వంతెన సర్క్యూట్ క్రింద చూపబడింది.

మాక్స్వెల్ యొక్క బ్రిడ్జ్ సర్క్యూట్

తెలియని ఇండక్టెన్స్ విలువను కొలవడానికి మరియు తెలిసిన విలువలతో పోల్చడానికి AC వోల్టేజ్ మూలం మరియు శూన్య డిటెక్టర్ వంతెన సర్క్యూట్‌కు వికర్ణంగా అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి.

మాక్స్వెల్స్ వంతెన సమీకరణం

సర్క్యూట్ నుండి, AB, BC, CD మరియు DA లు రోంబస్ ఆకారంలో అనుసంధానించబడిన 4 చేతులు.

AB మరియు CD రెసిస్టర్లు R2 మరియు R3,

BC అనేది Rx మరియు Lx గా ఇవ్వబడిన రెసిస్టర్ మరియు ఇండక్టర్ యొక్క సిరీస్ కలయిక.

DA అనేది R1 మరియు C1 గా ఇవ్వబడిన రెసిస్టర్ మరియు కెపాసిటర్ యొక్క సమాంతర కలయిక

Z1, Z2, Z3 మరియు ZX ను వంతెన సర్క్యూట్ యొక్క 4 చేతుల యొక్క ప్రతిబంధకాలుగా పరిగణించండి. ఈ ప్రతిబంధకాలకు విలువలు ఇలా ఇవ్వబడ్డాయి,

Z1 = (R1 + jwL1) [Z1 = R1 + 1 / jwC1 నుండి]

Z2 = R2

Z3 = R3

ZX = (R4 + jwLX)

లేదా

C1 తో సమాంతరంగా Z1 = R1, అంటే Y1 = 1 / Z1

Y1 = 1 / R1 + j ωC1

Z2 = R2

Z3 = R3

Lx = Rx + jωLx తో సిరీస్‌లో Zx = Rx

ప్రాథమిక ఎసి బ్రిడ్జ్ సర్క్యూట్ యొక్క బ్యాలెన్స్ సమీకరణాన్ని ఈ క్రింది విధంగా తీసుకోండి,

Z1Zx = Z2Z3

Zx = Z2Z3 / Z1

పై బ్యాలెన్స్ సమీకరణంలో మాక్స్వెల్ యొక్క బ్రిడ్జ్ సర్క్యూట్ యొక్క ఇంపెడెన్సుల విలువలను ప్రత్యామ్నాయం చేయండి. అప్పుడు,

Rx + jωLx = R2R3 ((1 / R1) + jωC1)

Rx + jωLx = R2R3 / R1 + jωC1R2R3

ఇప్పుడు పైన పేర్కొన్న రెండు సమీకరణాల నుండి నిజమైన మరియు inary హాత్మక పదాలను సమానం చేయండి,

Rx = R2R3 / R1 మరియు Lx = C1R2R3

Q = xLx / Rx = ωC1R2R3x R1 / R2R3 = ωC1R

Q = వంతెన సర్క్యూట్ యొక్క నాణ్యత కారకం

Rx = తెలియని నిరోధకత

Lx = తెలియని ఇండక్టెన్స్

R2 మరియు R3 = తెలిసిన ప్రేరకరహిత ప్రతిఘటనలు

C1 = కెపాసిటర్ వేరియబుల్ రెసిస్టర్ R1 కు సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేయబడింది

ఫాజర్ రేఖాచిత్రం

మాక్స్వెల్ యొక్క వంతెన క్రమాంకనం చేసిన రెసిస్టర్‌లను ఉపయోగించి సర్క్యూట్ యొక్క తెలియని ఇండక్టెన్స్‌ను కొలవడానికి ఉపయోగిస్తారు కెపాసిటర్లు . ఈ వంతెన సర్క్యూట్ తెలిసిన ఇండక్టెన్స్ విలువను ప్రామాణిక విలువతో పోలుస్తుంది. మాక్స్వెల్ యొక్క వంతెన ఫాజర్ రేఖాచిత్రం బ్యాలెన్స్ స్థితిలో సర్క్యూట్ క్రింద చూపబడింది.

ఫాజర్ రేఖాచిత్రం

ప్రేరకాలు మరియు కెపాసిటర్ల దశల మార్పులు ఒకదానికొకటి విరుద్ధంగా ఉంటే మాక్స్వెల్ యొక్క వంతెన సర్క్యూట్ సమతుల్య స్థితిలో ఉంటుందని చెబుతారు. అంటే వంతెన సర్క్యూట్లో కెపాసిటివ్ ఇంపెడెన్స్ మరియు ప్రేరక ఇంపెడెన్స్ ఒకదానికొకటి ఎదురుగా ఉంచబడతాయి. ప్రస్తుత I3 మరియు I4 I1 మరియు I2 లతో దశలో ఉన్నాయి. వంతెన సర్క్యూట్ యొక్క ప్రతిబంధకాలను మార్చడం ద్వారా, కరెంట్ అనువర్తిత AC వోల్టేజ్ సిగ్నల్ కంటే వెనుకబడి ఉండవచ్చు.

రెండు సూచికల మధ్య పరస్పర ప్రేరణ కారణంగా కొలత లోపాలను తొలగించవచ్చు. సర్క్యూట్లో కాయిల్స్ మధ్య కలపడం వలన గణనీయమైన లోపాలు సంభవించవచ్చు. సర్క్యూట్ యొక్క బ్యాలెన్స్ స్థితిని సాధించడానికి, వేరియబుల్ కెపాసిటర్ మరియు రెసిస్టర్ సమాంతరంగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. బ్యాలెన్స్ స్థితిలో కొలిచిన ఇండక్టెన్సులు పౌన .పున్యాల నుండి స్వతంత్రంగా ఉంటాయి.

మాక్స్వెల్స్ వంతెన రకాలు

వివిధ రకాల వంతెనలు

మాక్స్వెల్స్ ఇండక్టెన్స్ వంతెన

ఈ రకమైన వంతెన సర్క్యూట్ సర్క్యూట్ యొక్క తెలియని ఇండక్టెన్స్ విలువను స్వీయ-ఇండక్టెన్స్ యొక్క ప్రామాణిక విలువతో పోల్చడం ద్వారా కొలుస్తారు. వంతెన సర్క్యూట్ యొక్క రెండు చేతులు నాన్-ఇండక్టివ్ రెసిస్టెన్స్ అని పిలుస్తారు, మరొక చేతిలో సిరీస్లో స్థిర రెసిస్టర్‌తో వేరియబుల్ ఇండక్టెన్స్ ఉంటుంది, మరియు మరొక చేతిలో రెసిస్టర్‌తో సిరీస్‌లో తెలియని ఇండక్టెన్స్ ఉంటుంది. సర్క్యూట్ యొక్క జంక్షన్లలో AC వోల్టేజ్ మూలం మరియు శూన్య డిటెక్టర్ అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి. సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది.

మాక్స్వెల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ వంతెన

బ్యాలెన్స్ కండిషన్ వద్ద, మాక్స్వెల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ సర్క్యూట్ యొక్క సూత్రం ఇలా ఇవ్వబడింది,

ఇక్కడ L1 = రెసిస్టర్ R1 తో తెలియని ఇండక్టెన్స్

R2 మరియు R3 ప్రేరేపిత నిరోధకత

L2 అనేది స్థిర ప్రతిఘటన r2 తో వేరియబుల్ ఇండక్టెన్స్

R2 అనేది L2 తో సిరీస్‌లో వేరియబుల్ రెసిస్టర్

మాక్స్వెల్స్ ఇండక్టెన్స్ కెపాసిటెన్స్ బ్రిడ్జ్

ఈ రకమైన బ్రిడ్జ్ సర్క్యూట్ వేరియబుల్ స్టాండర్డ్ కెపాసిటర్‌తో పోల్చడం ద్వారా తెలియని ఇండక్టెన్స్ విలువను కొలవడానికి ఉపయోగిస్తారు. జంక్షన్ల వద్ద ఎసి వోల్టేజ్ సిగ్నల్ మరియు శూన్య డిటెక్టర్ అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి.

ఇండక్టెన్స్ కెపాసిటెన్స్ బ్రిడ్జ్

సర్క్యూట్ నుండి, మేము దానిని గమనించవచ్చు,

ఒక చేతిలో వేరియబుల్ నాన్-ప్రేరక నిరోధకత R1 తో సమాంతరంగా వేరియబుల్ స్టాండర్డ్ కెపాసిటర్ C1 ఉంటుంది

ఇతర రెండు చేతుల్లో తెలిసిన నాన్-ప్రేరక నిరోధకాలు R2 మరియు R3 ఉన్నాయి

మరొక చేతిలో తెలియని ఇండక్టెన్స్ Lx ను సిరీస్‌లోని రెసిస్టర్ Rx తో కలిగి ఉంటుంది, దీని విలువను కొలవాలి మరియు తెలిసిన విలువతో పోల్చాలి.

మాక్స్వెల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ కెపాసిటెన్స్ యొక్క వ్యక్తీకరణ, (బ్యాలెన్స్ స్థితిలో) ఇవ్వబడింది

Q = మాక్స్వెల్ యొక్క వంతెన సర్క్యూట్ యొక్క నాణ్యత కారకం

మాక్స్వెల్స్ వంతెనల యొక్క ప్రయోజనాలు

ప్రయోజనాలు

• బ్యాలెన్స్ స్థితిలో, వంతెన సర్క్యూట్ ఫ్రీక్వెన్సీ నుండి స్వతంత్రంగా ఉంటుంది
• ఇది ఆడియో మరియు పవర్ ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద విస్తృత శ్రేణి ఇండక్టెన్స్ విలువలను కొలవడానికి సహాయపడుతుంది
• ఇండక్టెన్స్ విలువను నేరుగా కొలవడానికి, క్రమాంకనం చేసిన నిరోధకత యొక్క స్కేల్ ఉపయోగించబడుతుంది.
• ఇది అధిక శ్రేణి ఇండక్టెన్స్‌లను కొలవడానికి మరియు ప్రామాణిక విలువతో పోల్చడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

మాక్స్వెల్స్ వంతెన యొక్క ప్రతికూలతలు

ప్రతికూలతలు

• మాక్స్వెల్ యొక్క వంతెన సర్క్యూట్లో స్థిర కెపాసిటర్ ప్రతిఘటన మరియు ప్రతిచర్య సమతుల్యత మధ్య పరస్పర చర్యను సృష్టించవచ్చు.
• అధిక స్థాయి నాణ్యతా కారకాన్ని కొలవడం సరికాదు (Q విలువలు> = 10)
• సర్క్యూట్లో ఉపయోగించే వేరియబుల్ స్టాండర్డ్ కెపాసిటర్ చాలా ఖరీదైనది.
• సర్క్యూట్ బ్యాలెన్స్ పరిస్థితి కారణంగా తక్కువ-నాణ్యత కారకాన్ని (Q విలువ) కొలవడానికి ఇది ఉపయోగించబడదు. అందువల్ల దీనిని మీడియం క్వాలిటీ కాయిల్స్ కోసం ఉపయోగిస్తారు.

మాక్స్వెల్స్ వంతెన యొక్క అనువర్తనాలు

అనువర్తనాలు

• కమ్యూనికేషన్ వ్యవస్థలలో వాడతారు
• ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లలో వాడతారు
• శక్తి మరియు ఆడియో ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడుతుంది
• సర్క్యూట్ యొక్క తెలియని ఇండక్టెన్స్ విలువలను కొలవడానికి మరియు ప్రామాణిక విలువతో పోల్చడానికి ఉపయోగిస్తారు.
• మీడియం క్వాలిటీ కాయిల్స్ కొలిచేందుకు ఉపయోగిస్తారు.
• ఫిల్టర్ సర్క్యూట్లు, ఇన్స్ట్రుమెంటేషన్, లీనియర్ మరియు నాన్-లీనియర్ సర్క్యూట్లలో వాడతారు
• విద్యుత్ మార్పిడి సర్క్యూట్లలో వాడతారు.

తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు

1). ఎసి, డిసి వంతెనలు అంటే ఏమిటి?

ఇండక్టెన్స్, కెపాసిటెన్స్ మరియు రెసిస్టెన్స్ వంటి తెలియని భాగాలను కొలవడానికి AC వంతెనలు మరియు DC వంతెనలను ఉపయోగిస్తారు. లేదా సర్క్యూట్ యొక్క తెలియని ప్రతిబంధకాలను కొలవండి.

మాక్స్వెల్ యొక్క వంతెన, మాక్స్వెల్ యొక్క వంతెన, అండర్సన్ వంతెన, హే యొక్క వంతెన, ఓవెన్ వంతెన, డి సౌటీ వంతెన, షెరింగ్ వంతెన మరియు వీన్ సిరీస్ వంతెన.

వంతెన సర్క్యూట్లో తెలియని ప్రతిఘటనను కొలవడానికి DC వంతెనలను ఉపయోగిస్తారు. వివిధ రకాల DC వంతెనలు వీట్‌స్టోన్ వంతెన, కెల్విన్ వంతెన మరియు స్ట్రెయిన్ గేజ్ వంతెన.

2). ఏ వంతెన ఫ్రీక్వెన్సీ సెన్సిటివ్?

వీన్ యొక్క వంతెన ఫ్రీక్వెన్సీ సెన్సిటివ్.

3). వంతెన సర్క్యూట్ యొక్క ఉద్దేశ్యం ఏమిటి?

వంతెన సర్క్యూట్ యొక్క ఉద్దేశ్యం విద్యుత్ సరఫరాలో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని సరిదిద్దడం మరియు సర్క్యూట్ యొక్క తెలియని ప్రతిబంధకాన్ని కొలవడం మరియు తెలిసిన విలువతో పోల్చడం.

4). స్వీయ ప్రేరణ యొక్క సూత్రం ఏమిటి?

ఫ్లక్స్ తెలిసినప్పుడు, స్వీయ-ప్రేరణ యొక్క సూత్రం ఇలా ఇవ్వబడుతుంది,

L = NΦm / I.

హెన్రీలో ‘L’ అనేది స్వీయ-ప్రేరణ

‘Φm’ అనేది కాయిల్‌లోని అయస్కాంత ప్రవాహం

‘ఎన్’ అంటే మలుపుల సంఖ్య

ఆంపియర్స్ లోని కాయిల్ గుండా ప్రవహించే కరెంట్ ‘నేను’.

5). ఆర్‌సి, ఎల్‌సి ఓసిలేటర్లు అంటే ఏమిటి?

LC ఓసిలేటర్ ఇండక్టర్-కెపాసిటర్ ట్యాంక్ సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగిస్తుంది మరియు ఇది నిరంతర డోలనాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక రకమైన సానుకూల స్పందన ఓసిలేటర్.

సానుకూల స్పందనతో RC నెట్‌వర్క్‌ను రూపొందించడానికి రెసిస్టర్లు మరియు కెపాసిటర్లను ఉపయోగించే లీనియర్ ఓసిలేటర్‌ను RC ఓసిలేటర్ అంటారు. దీనిని సైనూసోయిడల్ ఓసిలేటర్ అని కూడా అంటారు.

అందువలన ఇదంతా మాక్స్వెల్ యొక్క వంతెన యొక్క అవలోకనం సర్క్యూట్ యొక్క నిర్వచనం, రకాలు, సూత్రం, సమీకరణం, రకాలు, అనువర్తనాలు, ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, “ఇతర రకాల వంతెన సర్క్యూట్లు ఏమిటి?”