Мосты переменного тока

Мосты переменного тока используются для точных измерений ёмкости, индуктивности, тангенса угла потерь конденсаторов, добротности катушек и некоторых других величин. Наибольшее распространение получили четырёхплечие мосты переменного тока, работающие в равновесном режиме.

Мост переменного тока отличается от одинарного моста постоянного тока тем, что: 1) в диагональ питания подключается источник переменного синусоидального напряжения (обычно повышенной частоты); 2) сопротивления плеч в общем случае являются комплексными.

Условие равновесия моста переменного тока: Z₁Z₃=Z₂Z₄. Для равновесия моста переменного тока необходимо равенство произведений комплексов сопротивлений противолежащих плеч.

Условие равновесия моста переменного тока в показательной форме: Z₁Z₃ =Z₂Z₄ .

Получаем два отдельных и обязательных условия моста переменного тока: по модулям Z₁Z₃=Z₂Z₄ и фазам φ₁+φ₃=φ₂+φ₄. Из этих уравнений следует, что для равновесия моста переменного тока необходимо, чтобы произведения модулей и суммы фазовых углов сопротивлений противолежащих плеч были равны одновременно.

Фазовое условие показывает, что уравновесить мост переменного тока можно только при определённом характере сопротивлений его плеч и при определённом их включении.

Для упрощения схемы моста два его плеча обычно выполняются чисто активными, а два других плеча содержат сравниваемые реактивные сопротивления (измеряемое и образцовое).

Если активные сопротивления включены в смежные плечи моста, например, R₃ и R₂, то мост уравновешивается только при условии, если сопротивления оставшейся смежной пары плеч будут давать одинаковый по фазе сдвиг. φ₂=φ₃=0 и φ₁₌φ₄.

При таком включении активных сопротивлений измерения ёмкости и индуктивности могут производиться лишь путём их сравнения с образцовыми ёмкостью и индуктивностью соответственно.

Если активные сопротивления включены в противолежащие плечи моста, например, R₄ и R₂, то мост уравновешивается лишь в том случае, если в оставшуюся пару противолежащих плеч будут включены сопротивления, дающие сдвиги противоположных фаз. В данном случае φ₂=φ₄=0 и φ₁₌ -φ₃. Т. о. если в одно из оставшихся противолежащих плеч включена ёмкость С, то второе из них должно содержать индуктивность L.