এসি মেজারিং ব্রিজ এবং তাদের ব্যবহার

এসি সার্কিটে, ব্রিজ সার্কিট পরিমাপের উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয়। এই স্কিমগুলি ক্যাপাসিটার এবং ইনডাক্টেন্সের মান, ক্যাপাসিটারগুলির অস্তরক ক্ষতির কোণের স্পর্শক এবং সেইসাথে কয়েলগুলির পারস্পরিক প্রবর্তনগুলি নির্ধারণ করা সম্ভব করে তোলে।

এসি ব্রিজ পরিমাপ সম্পূর্ণ ভিন্ন স্কিম, সেগুলি নীচে আলোচনা করা হবে। সর্বাধিক জনপ্রিয় হল চারটি বাহু বিশিষ্ট ভারসাম্যপূর্ণ সেতু, যেখানে ইনডাক্টেন্স, ক্যাপাসিট্যান্স এবং ডাইইলেকট্রিক লস ট্যানজেন্ট পরিমাপের প্রক্রিয়াগুলি পরজীবী পরামিতিগুলির ক্ষতিপূরণ দ্বারা অনুষঙ্গী হতে পারে।

এসি পরিমাপ সেতু সার্কিটের দুটি গ্রুপ বিশেষভাবে অভিব্যক্তিপূর্ণ: ট্রান্সফরমার ব্রিজ (ইনডাক্টিভলি জোড়া বাহু সহ) এবং ক্যাপাসিটিভ ব্রিজ। ক্যাপাসিটিভ ব্রিজ হল চারটি বাহু সহ সার্কিট যেখানে ক্যাপাসিটিভ এবং সক্রিয় উপাদানগুলি বাহুগুলিতে ইনস্টল করা হয়। ট্রান্সফরমার ব্রিজ দুটি বাহুতে ট্রান্সফরমার সেকেন্ডারি উইন্ডিংয়ের উপস্থিতি দ্বারা চিহ্নিত করা হয় যা সেতুটিকে শক্তি প্রদান করে।

ক্যাপাসিটিভ সার্কিটের ক্ষেত্রে, তারা ধ্রুবক ক্যাপাসিট্যান্স এবং পরিবর্তনশীল (সক্রিয়) প্রতিরোধক এবং ধ্রুবক (সক্রিয়) প্রতিরোধক এবং পরিবর্তনশীল ক্যাপাসিট্যান্স উভয়ই অন্তর্ভুক্ত করতে পারে। একটি ধ্রুবক ক্যাপাসিট্যান্স ব্রিজ তৈরি করা সহজ কারণ এটির জন্য বিশেষভাবে রেট করা পরিবর্তনশীল ক্যাপাসিটরের প্রয়োজন হয় না, এর পরিবর্তে প্রতিরোধকের (সক্রিয় প্রতিরোধের) যথেষ্ট সরবরাহ রয়েছে।

পরিবর্তনশীল প্রতিরোধকের জন্য ধন্যবাদ, ব্রিজ সার্কিট প্রতিক্রিয়াশীল এবং সক্রিয় ভোল্টেজ উপাদানগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে পারে। একটি পরিবর্তনশীল রোধ ক্যাপাসিট্যান্স মান অনুযায়ী ক্রমাঙ্কিত হয়, অন্যটি অস্তরক ক্ষতি স্পর্শক মান অনুযায়ী। ফলস্বরূপ, অধ্যয়নকৃত ক্যাপাসিটরের একটি সমতুল্য সিরিজ সার্কিট প্রাপ্ত হয়। নিম্নলিখিত সমতা সেতুর এই ভারসাম্যের অবস্থাকে প্রতিফলিত করবে, এবং কাল্পনিক এবং বাস্তব অংশগুলিকে সমান করলে শুধুমাত্র চাওয়া পরিমাণের মান পাওয়া যাবে:

কিন্তু বাস্তবে, পরজীবী পরামিতিগুলি সর্বদা উপস্থিত হয় এবং অডিও ফ্রিকোয়েন্সিতে ইতিমধ্যেই ত্রুটি দেয়। পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স, ক্যাপাসিট্যান্স, কন্ডাক্টেন্স এই ত্রুটির উৎস, অস্তরক ক্ষতি কোণ পরিমাপের নির্ভুলতা হুমকির সম্মুখীন। এই কারণগুলির প্রভাব কমানোর ব্যবস্থা হল প্রথম প্রতিরোধকের নন-ইন্ডাকটিভ এবং ক্যাপাসিটিভ উইন্ডিং। কিন্তু প্রকৃতপক্ষে এই প্রভাবগুলির জন্য সঠিকভাবে ক্ষতিপূরণ করা প্রয়োজন।

সুতরাং, পরজীবী আবেশের জন্য ক্ষতিপূরণের জন্য, ট্রাইমার ক্যাপাসিটরটি দ্বিতীয় প্রতিরোধকের সাথে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত থাকে। উপরন্তু, পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স এবং পরজীবী প্রতিরোধক অংশগুলি এবং ট্রান্সফরমারের উপস্থিতি থেকে উদ্ভূত হয়, তাই ট্রান্সফরমারটিকেই দ্বিগুণ ঢাল করা প্রয়োজন।অংশগুলির ক্যাপাসিট্যান্স এবং পরিবাহিতার প্রভাব কমাতে, এগুলি ফ্লুরোপ্লাস্টিকের মতো উচ্চ মানের ডাইলেক্ট্রিক দিয়ে তৈরি। একটি অডিও ফ্রিকোয়েন্সি জেনারেটর একটি পাওয়ার উত্স হিসাবে উপযুক্ত।

সেতুগুলিতে ব্যবহৃত ধ্রুবক প্রতিরোধগুলি একটি সুবিধা প্রদান করে: একটি পরিবর্তনশীল প্রতিরোধকের ক্রমাঙ্কন করার প্রয়োজন নেই। বাহুগুলিতে, শুধুমাত্র একটি ধ্রুবক প্রতিরোধ, একটি ধ্রুবক ক্যাপাসিটর এবং পরিবর্তনশীল ক্যাপাসিটর রয়েছে। তাদের ক্ষমতার পরিমাপ সরাসরি সম্ভব। অধ্যয়নের অধীনে ক্যাপাসিট্যান্সটি কেবল টার্মিনালগুলির সাথে সংযুক্ত থাকে, যার পরে পরিবর্তনশীল ক্যাপাসিটারগুলিকে সামঞ্জস্য করে সেতুটি ভারসাম্যপূর্ণ হয়৷ গণনাগুলি সূত্র অনুসারে পরিচালিত হয় যা থেকে দেখা যায় যে স্পর্শকের জন্য স্কেলটি সূত্র থেকে সরাসরি প্রাপ্ত হয়৷ পরিবর্তনশীল ক্যাপাসিট্যান্স সহ, যেহেতু রেজিস্ট্যান্স এবং ফ্রিকোয়েন্সি অপরিবর্তিত:

ইন্ডাকটিভলি কানেক্টেড আর্মস সহ মেজারিং ব্রিজ (ট্রান্সফরমার ব্রিজ) অনেক দিক থেকে ক্যাপাসিটিভ ব্রিজ থেকে উচ্চতর: স্পর্শক এবং ক্যাপাসিট্যান্সের ক্ষেত্রে উচ্চ সংবেদনশীলতা, বাহুগুলির সমান্তরালে সংযুক্ত পরজীবী পরিবাহিতার কম প্রভাব।

মাল্টি-সেকশন ট্রান্সফরমারগুলি সেতুর অপারেটিং পরিসীমা (পরিমাপ স্কেল) ব্যাপকভাবে প্রসারিত করতে পারে। বেশ কিছু সাধারণ ট্রান্সফরমার ব্রিজের ডিজাইন আছে, তবে সবচেয়ে জনপ্রিয় হল ডাবল ট্রান্সফরমার ব্রিজ:

চেইন সম্পূর্ণরূপে বাঁক সংখ্যা গণনা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়; এর জন্য পরিবর্তনশীল ক্যাপাসিটর বা পরিবর্তনশীল প্রতিরোধকের প্রয়োজন নেই। এইভাবে, মাল্টি-সেকশন ট্রান্সফরমারগুলির একটি বৃহৎ পরিসরের সাথে মিটার তৈরি করা সম্ভব, এবং নমুনা উপাদানগুলির ন্যূনতম প্রয়োজন।

এখানে সার্কিটগুলি গ্যালভানিক্যালি বিচ্ছিন্ন, অর্থাৎ, এটা স্পষ্ট যে পরজীবী সংযোগের কারণে হস্তক্ষেপ ন্যূনতম, তাই সংযোগকারী তারগুলি তুলনামূলকভাবে দীর্ঘ হতে পারে। সেতুটি ভারসাম্যের মধ্যে থাকলে নিম্নলিখিত সমীকরণগুলি বৈধ:

আপনি জানেন, যখন ক্যাপাসিটরগুলির ক্যাপাসিট্যান্স পরিমাপের কথা আসে, তখন অস্তরক ক্ষতির স্পর্শক আকারে সক্রিয় ক্ষতিগুলি সামনে আসে। সুতরাং, এই পরামিতি অনুসারে, ক্যাপাসিটারগুলিকে তিনটি গ্রুপে বিভক্ত করা হয়েছে (এবং সমতুল্য সার্কিট, যথাক্রমে, এই ফ্রিকোয়েন্সিতে পৃথক):

নিম্নলিখিত অনুপাতগুলি একটি AC সার্কিটে ক্যাপাসিটরের প্রতিবন্ধকতা এবং সিরিজ এবং সমান্তরাল সমতুল্য সার্কিটে এর স্পর্শক প্রতিফলিত করে:

লসলেস ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্সের পরিমাপ নিম্নলিখিত স্কিম অনুযায়ী করা হয়, যেখানে দুটি সক্রিয় বাহু তাদের মানের অনুপাত দ্বারা পরিমাপের সীমা নির্ধারণ করে এবং নমুনা ক্যাপাসিট্যান্স পরিবর্তনশীল। এখানে, পরিমাপ প্রক্রিয়ায়, প্রতিরোধকের অনুপাত নির্বাচন করা হয়, নমুনা ক্যাপাসিট্যান্সের মান পরিবর্তন করা হয়। সেতু ভারসাম্য অভিব্যক্তি হল:

কম-ক্ষতির ক্যাপাসিট্যান্স পরিমাপ ক্যাপাসিটর প্রতিস্থাপন সিকোয়েন্স স্কিম অনুযায়ী পরিচালিত হয়, ক্যাপাসিট্যান্স এবং সক্রিয় প্রতিরোধের পরিবর্তন করে সেতুর ভারসাম্য বজায় রাখার সময়, শূন্য নির্দেশক স্কেলের ন্যূনতম পাঠে পৌঁছানো হয়। সমতা শর্ত নিম্নলিখিত অভিব্যক্তি দেয়:

উল্লেখযোগ্য অস্তরক ক্ষতি সহ ক্যাপাসিটরগুলির সমতুল্য বর্তনীতে উপরের স্কিম অনুসারে নমুনার সাথে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত হওয়া প্রতিরোধের প্রয়োজন হয়। স্পর্শকটির সূত্রটি দেখতে এইরকম হবে:

সুতরাং, ব্রিজ ব্যবহার করে, পিএফ-এর একক থেকে দশ মাইক্রোফ্যারাড পর্যন্ত নামমাত্র মান সহ এবং উচ্চ মাত্রার নির্ভুলতার সাথে (1 থেকে 3 মাত্রার ক্রম থেকে) প্রকৃত ক্যাপাসিটরগুলির ক্যাপাসিটেন্স পরিমাপ করা সম্ভব।

উপরে বর্ণিত পদ্ধতি ব্যবহার করে ইন্ডাকট্যান্স পরিমাপ করে, ক্যাপাসিট্যান্সের সাথে তুলনা করা সম্ভব এবং অগত্যা ইনডাক্ট্যান্সের সাথে নয়, যেহেতু একটি সঠিক পরিবর্তনশীল ইন্ডাকট্যান্স তৈরি করা সহজ কাজ নয়। তাই তারা ইন্ডাক্টরের পরিবর্তে নমুনা ক্যাপাসিট্যান্স সমতুল্য সার্কিট ব্যবহার করে। ভারসাম্যের অবস্থা আপনাকে প্রতিরোধ এবং আবেশ খুঁজে পেতে দেয়, ফলাফলটি নিম্নলিখিত আকারে লেখা হয়:

আপনি Q ফ্যাক্টরটিও খুঁজে পেতে পারেন:

অবশ্যই, টার্ন-টু-টার্ন ক্যাপ্যাসিট্যান্স ছোট বিকৃতি দেবে, তবে এগুলি প্রায়শই নগণ্য হতে পারে।