مدار پل ماکسول (Maxwell Bridge Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار پل ماکسول (Maxwell Bridge Circuit) :
مدار پل ماکسول (Maxwell Bridge) نوعی پل AC است که برای اندازه گیری اندوکتانس (Inductance) مجهول و همچنین مقاومت سری معادل آن (که نشان دهنده تلفات سلف است) به کار می رود. این پل توسط جیمز کلرک ماکسول، فیزیکدان بزرگ، ابداع شد. پل ماکسول به ویژه برای اندازه گیری سلف هایی با ضریب کیفیت (Q) متوسط (معمولا بین ۱ تا ۱۰) مناسب است.
ساختار: پل ماکسول از چهار بازو تشکیل شده است. دو بازو شامل مقاومت های خالص
\[ R_2 \]و
\[ R_4 \]هستند. بازوی سوم شامل مقاومت
\[ R_3 \]است. بازوی چهارم شامل سلف مجهول
\[ L_x \]با مقاومت سری
\[ R_x \](مقاومت اهمی سیم پیچ) می باشد. برای رسیدن به تعادل، یک بازوی دیگر (معمولا بازوی اول) شامل ترکیب موازی یک مقاومت
\[ R_1 \]و یک خازن
\[ C_1 \]است. منبع تغذیه، یک منبع AC با فرکانس مشخص است و آشکارساز تعادل نیز یک ولت سنج AC یا گوشی (برای فرکانس صوتی) است.
شرایط تعادل: در حالت تعادل (ولتاژ صفر بین دو نقطه میانی)، دو شرط (برای جزء حقیقی و موهومی) باید برقرار باشد. با تنظیم
\[ R_1 \]و
\[ R_3 \](یا
\[ C_1 \]) می توان به تعادل رسید. از شرایط تعادل، مقادیر
\[ L_x \]و
\[ R_x \]به دست می آیند:
\[ L_x = R_2 R_4 C_1 \] \[ R_x = \frac{R_2 R_4}{R_1} \]همانطور که مشاهده می شود، مقدار
\[ L_x \]مستقل از فرکانس است (در این معادلات فرکانس حضور ندارد)، که یک مزیت بزرگ برای پل ماکسول محسوب می شود. ضریب کیفیت سلف نیز از رابطه
\[ Q = \frac{\omega L_x}{R_x} = \omega R_1 C_1 \]به دست می آید.
محدودیت: پل ماکسول برای اندازه گیری سلف های با Q بالا (مثلا بالاتر از ۱۰) مناسب نیست، زیرا در این حالت
\[ R_1 \]باید بسیار بزرگ شود که عملا تنظیم آن دشوار است. برای سلف های با Q بالا از پل هِی (Hay Bridge) استفاده می شود.
کاربردها:
⭐ اندازه گیری اندوکتانس سیم پیچ ها و ترانسفورماتورها.
⭐ تعیین مقاومت اهمی و تلفات سلف ها.
⭐ کالیبراسیون سلف ها در آزمایشگاه ها.
