Circuito puente de Maxwell: tipos, diagrama fasorial y ventajas
En el fascinante mundo de la ingeniería eléctrica, el circuito puente de Maxwell se erige como una herramienta fundamental para la medición precisa de impedancias. Su diseño ingenioso permite a los ingenieros y técnicos desentrañar los secretos de componentes eléctricos con una claridad asombrosa. Pero, ¿qué es exactamente este circuito y cómo se diferencia de otros métodos de medición? En este artículo, exploraremos los distintos tipos de puentes de Maxwell, desglosaremos su diagrama fasorial y descubriremos las ventajas que ofrecen en aplicaciones prácticas. Prepárate para sumergirte en un análisis técnico que revelará el potencial escondido de esta maravilla del electromagnetismo. ¡Empezamos!
El circuito puente de Maxwell: una herramienta imprescindible para el análisis de circuitos eléctricos. En este artículo, exploraremos los diferentes tipos de circuitos puente de Maxwell, su diagrama fasorial y las ventajas que ofrecen en el estudio de circuitos. Descubre cómo este circuito puede simplificar tus investigaciones y facilitar tu comprensión de los sistemas eléctricos.
En este artículo, discutiremos el puente de Maxwell, su construcción de circuitos, tipos, ecuaciones, diagrama fasorial, ventajas, desventajas y aplicaciones.
El puente de Maxwell es un tipo de puente de CA que se utiliza para medir la autoinductancia de un circuito. El puente de Maxwell es básicamente una versión avanzada del puente de Wheatstone.
El funcionamiento del puente de Maxwell se basa en el principio de comparación, lo que significa que el valor de la inductancia desconocida se determina comparándolo con un valor estándar de inductancia o capacitancia.
Tipos de puente de Maxwell
Dependiendo del método utilizado para determinar el valor de la inductancia desconocida, existen los siguientes dos tipos de puentes de Maxwell:
- Puente de inductancia de Maxwell
- Puente de capacitancia de inductancia de Maxwell
Ahora, analicemos cada tipo de puente de Maxwell en detalle.
¿Qué es el puente de inductancia de Maxwell?
En el puente de inductancia de Maxwell, el valor de la inductancia y la resistencia desconocidas de un inductor se determina comparándolo con una inductancia conocida. La construcción del circuito del puente de inductancia de Maxwell se muestra en la Figura 1.
>En el diagrama de circuito del puente de inductancia de MaxwellL1 es la inductancia desconocida, R1 es la resistencia interna de la inductancia desconocida, L2 es la inductancia de un inductor variable de resistencia r2R2 es una resistencia variable estándar, R3 y R4 son las resistencias estándar no inductivas.
Podemos derivar las ecuaciones para determinar los valores de autoinducción y resistencia desconocidas del diagrama del circuito del puente de inductancia de Maxwell de la siguiente manera:
>Bajo la condición equilibrada del puente, tenemos,
>Al igualar las partes real e imaginaria de la ecuación anterior, obtenemos,
>Y,
>El diagrama fasorial de El puente de inductancia de Maxwell se muestra en la Figura 2.
>¿Qué es el puente de capacitancia de inductancia de Maxwell?
Puente de capacitancia de inductancia de Maxwell es otro tipo de puente de Maxwell en el que la autoinducción y la resistencia desconocidas de un inductor se determinan comparándolas con un condensador estándar conocido. La construcción del circuito del puente de capacitancia de inductancia de Maxwell se muestra en la Figura 3.
>En el diagrama de circuito del puente de capacitancia de inductancia de MaxwellL1 es la inductancia desconocida, R1 es la resistencia de la inductancia desconocida, R2 y R3 son las resistencias no inductivas estándar, R4 es una resistencia variable no inductiva, y C4 es un condensador variable estándar.
Del diagrama de circuito del puente de capacitancia de inductancia de Maxwell, podemos derivar las ecuaciones para determinar los valores de inductancia y resistencia desconocidas de la siguiente manera:
>Bajo la condición de equilibrio del puente, tenemos,
>Al reordenar la ecuación, obtenemos,
>Al igualar las partes real e imaginaria de la ecuación, tenemos,
>Y,
>Usando estas dos ecuaciones, podemos determinar los valores de la inductancia desconocida L1 y resistencia R1.
El diagrama fasorial del puente de capacitancia de inductancia de Maxwell se muestra en la Figura 4.
>Ventajas del puente de Maxwell
Las siguientes son las ventajas importantes del puente de inductancia de Maxwell:
- La ecuación de equilibrio del puente de Maxwell es independiente de la frecuencia.
- La ecuación de autoinducción y resistencia son independientes entre sí.
- El puente de capacitancia de inductancia de Maxwell se puede utilizar para determinar una gama más amplia de inductancias.
- El uso de un condensador variable hace que la condición de equilibrio del puente esté libre de perturbaciones debidas a campos magnéticos dispersos.
Desventajas del puente de Maxwell
Las siguientes son algunas de las principales desventajas del puente de Maxwell:
- Podemos usar los puentes de Maxwell para medir la inductancia de inductores/bobinas de calidad media.
- En el puente de capacitancia de inductancia de Maxwell, el uso de un capacitor variable hace que el puente sea más costoso.
Aplicaciones de los puentes de Maxwell
Las siguientes son algunas aplicaciones importantes de Maxwell’s Bridge-
- Los puentes de Maxwell se utilizan ampliamente para medir la autoinductancia.
- El puente de Maxwell se puede utilizar para medir la autoinducción en frecuencias de audio y potencia.
Ejemplo numérico en el puente de Maxwell
El puente de capacitancia de inductancia de Maxwell se utiliza para medir una impedancia inductiva. Las constantes del puente en la condición de equilibrio son:
>Encuentre la autoinductancia y la resistencia del inductor desconocido.
Solución –
La autoinductancia del inductor es,
>Y la resistencia del inductor dado es,
>
Ukukhat. ¡Qué interesante artículo sobre el circuito puente de Maxwell! La verdad, yo tuve la oportunidad de trabajarlo en mis clases de electrónica y fue genial ver cómo se aplican los principios de medición en la práctica. Me ayudó a entender mejor la fase de los circuitos y, la verdad, ¡las ventajas que mencionas son súper útiles en cualquier proyecto!