Wien-híd

A Wien-híd egy RC tagok impedanciájának precíziós meghatározására is szolgáló hídkapcsolás, amelyet Max Wien 1891-ben dolgozott ki.^[1] Megfelelő módosítással LR tagok mérésére is alkalmassá tehető (Maxwell–Wien-híd).

A Wien-híd egy sávzáró szűrő, amelynek f₀ frekvencián a kimeneti feszültsége 0, fáziseltolódása 0.^[2]

A híd táplálása ismert frekvenciájú váltakozó feszültséggel történik.

${\displaystyle C_{x}={\frac {C_{2}\cdot R_{4}}{R_{3}\cdot (1+\omega ^{2}\cdot C_{2}^{2}\cdot R_{2}^{2})}}}$

Valamint:

${\displaystyle R_{x}={\frac {R_{3}\cdot (1+\omega ^{2}\cdot C_{2}^{2}\cdot R_{2}^{2})}{\omega \cdot R_{2}\cdot R_{4}\cdot C_{2}^{2}}}}$

Ahol ω = 2·π·f (f a hidat tápláló váltakozófeszültség frekvenciája).

Wien–Wagner-híd segédföldeléssel

Szükség lehet arra, hogy a mérés során a környezetből (például a mérést végző személy ruhájából) felvett töltést a földbe tudjuk vezetni. Erre kínál megoldást a Wien–Wagner-híd segédföldeléssel. Ezt a megoldást elterjedten használják a vezetékes híradástechnikában és az erőátvitelben.

A kapcsolás segítségével a kondenzátorok arányát 0,1% pontossággal lehet meghatározni.

A híd kiegyenlítése

A mérendő C₁ veszteséges kondenzátor szöghibáját az R₄₁ (kis értékű) ellenállással egyenlíti ki.

A kiegyenlítést el kell végezni az R₂ és R₃ ellenállásokkal a kapcsoló S állásában, valamint az R₄₁ és R₃₁ ellenállás segítségével a kapcsoló F állásában.

A híd sikeres kiegyenlítésekor a műszer kitérése a kapcsoló mindkét állásában 0. Ekkor ${\displaystyle C_{1}=C_{4}\cdot {\frac {R_{3}}{R_{2}}}}$

A Wien-híd mint sávzáró szűrő (Wien–Robinson-híd)

Amennyiben a Wien-híd bemenetére (U_we) különböző frekvenciájú jeleket kapcsolunk, a kimenetén (U_wy) vizsgálva a jeleket sávzáró szűrőként fog viselkedni, amely a rezonanciafrekvencián (a híd kiegyenlített állapota) 0 nagyságú jelet ad. Ezt a tulajdonságát többek között a Wien-hidas oszcillátorban használják.

Karakterisztikája hasonló a kettős T szűrőéhez.^[3]

Kapcsolódó szócikkek

• Villamos méréstechnika
• Galvanométer
• Wheatstone-híd
• Thomson-híd
• Wien-hidas oszcillátor

Jegyzetek

Források

• ↑ Messung der Inductionsconstanten: Wien, M. (1891): Messung der Inductionsconstanten mit dem "optischen Telephon" (Measurement of Inductive Constants with the "Optical Telephone"), Annalen der Physik und Chemie 280 (12). (németül) 689–712. o. doi:10.1002/andp.18912801208  
• ↑ Tietze Schenk 36: U. Tietze – Ch.Schenk: Analóg és digitális áramkötök. 4. átdolgozott kiadás. (hely nélkül): Műszaki Könyvkiadó. 1990. 36. o. ISBN 963 10 8209 1  
• ↑ Elektronika I: Elektronika I 40. oldal