AC ماپنے والے پل اور ان کا استعمال

AC سرکٹس میں، پل سرکٹس کو پیمائش کے مقاصد کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ اسکیمیں کیپسیٹرز اور انڈکٹنس کی قدروں، کیپسیٹرز کے ڈائی الیکٹرک نقصانات کے زاویہ کے ٹینجنٹ کے ساتھ ساتھ کنڈلیوں کے باہمی انڈکٹنس کا تعین کرنا ممکن بناتی ہیں۔

اے سی پلوں کی پیمائش بالکل مختلف اسکیمیں ہیں، ان پر ذیل میں بات کی جائے گی۔ سب سے زیادہ مقبول چار بازوؤں کے ساتھ متوازن پل ہیں، جہاں پرجیوی پیرامیٹرز کے معاوضے کے ساتھ انڈکٹنس، کیپیسیٹینس اور ڈائی الیکٹرک نقصان ٹینجنٹ کی پیمائش کے عمل کے ساتھ کیا جا سکتا ہے۔

AC پیمائش برج سرکٹس کے دو گروپ خاص طور پر اظہار خیال کرتے ہیں: ٹرانسفارمر پل (آمائشی طور پر جوڑے ہوئے بازوؤں کے ساتھ) اور کیپسیٹو پل۔ Capacitive پل چار بازوؤں والے سرکٹس ہیں جن میں بازوؤں میں capacitive اور فعال عناصر نصب ہوتے ہیں۔ ٹرانسفارمر پلوں کی خصوصیت دو بازوؤں میں ٹرانسفارمر سیکنڈری وائنڈنگز کی موجودگی سے ہوتی ہے جو پل کو طاقت فراہم کرتے ہیں۔

جہاں تک کیپسیٹو سرکٹس کا تعلق ہے، ان میں مستقل گنجائش اور متغیر (فعال) ریزسٹرس، اور مستقل (فعال) ریزسٹرس اور متغیر کیپیسیٹینس دونوں شامل ہوسکتے ہیں۔ ایک مستقل کیپیسیٹینس پل بنانا آسان ہے کیونکہ اسے متغیر کیپسیٹرز کی ضرورت نہیں ہوتی ہے جن کی خاص درجہ بندی کی جاتی ہے، اس کے بجائے ریزسٹرس (فعال مزاحمت) کی کافی فراہمی ہوتی ہے۔

متغیر ریزسٹرس کی بدولت، برج سرکٹ کو رد عمل اور فعال وولٹیج کے اجزاء کے حوالے سے متوازن کیا جا سکتا ہے۔ ایک متغیر ریزسٹر کیپیسیٹینس کی قدروں کے مطابق کیلیبریٹ کیا جاتا ہے، دوسرا ڈائی الیکٹرک نقصان ٹینجنٹ اقدار کے مطابق۔ نتیجے کے طور پر، مطالعہ کیپیسیٹر کا ایک مساوی سیریز سرکٹ حاصل کیا جاتا ہے. درج ذیل مساوات پل کی اس توازن کی حالت کو ظاہر کرے گی، اور خیالی اور حقیقی حصوں کو مساوی کرنے سے صرف مطلوبہ مقداروں کی قدریں ملیں گی۔

لیکن حقیقت میں، پرجیوی پیرامیٹرز ہمیشہ ظاہر ہوتے ہیں اور آڈیو فریکوئنسی پر پہلے سے ہی غلطیاں دیتے ہیں۔ طفیلی inductances، capacitances، conductances ان غلطیوں کے ذرائع ہیں، ڈائی الیکٹرک نقصان کے زاویہ کی پیمائش کی درستگی کو خطرہ ہے۔ ان عوامل کے اثر و رسوخ کو کم کرنے کے اقدامات پہلے ریزسٹر کی غیر انڈکٹیو اور کیپسیٹو وائنڈنگ ہیں۔ لیکن درحقیقت یہ ضروری ہے کہ ان اثرات کی مناسب تلافی کی جائے۔

لہذا، پرجیوی انڈکٹنس کی تلافی کے لیے، ٹرائمر کیپسیٹر دوسرے ریزسٹر کے ساتھ متوازی طور پر جڑا ہوا ہے۔ اس کے علاوہ، پرجیوی کیپیسیٹینس اور پرجیوی مزاحمتیں موصل حصوں اور ٹرانسفارمر کی موجودگی سے پیدا ہوتی ہیں، لہذا یہ ضروری ہے کہ ٹرانسفارمر کو ہی ڈھال دو۔پرزوں کی اہلیت اور چالکتا کے اثر کو کم کرنے کے لیے، وہ اعلیٰ معیار کے ڈائی الیکٹرکس، جیسے فلورو پلاسٹک سے بنے ہیں۔ ایک آڈیو فریکوئنسی جنریٹر پاور سورس کے طور پر موزوں ہے۔

پلوں میں استعمال ہونے والی مستقل مزاحمت ایک فائدہ فراہم کرتی ہے: متغیر ریزسٹر کو کیلیبریٹ کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔ بازوؤں میں، صرف ایک مستقل مزاحمت، ایک مستقل کپیسیٹر اور متغیر کیپسیٹرز ہوتے ہیں۔ ان کی صلاحیتوں کی پیمائش براہ راست ممکن ہے۔ زیر مطالعہ کیپیسیٹینس کو صرف ٹرمینلز سے جوڑا جاتا ہے، جس کے بعد متغیر کیپسیٹرز کو ایڈجسٹ کرکے پل کو متوازن کیا جاتا ہے۔ حساب ان فارمولوں کے مطابق کیا جاتا ہے جس سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ٹینجنٹ کا پیمانہ براہ راست فارمولے سے حاصل کیا جاتا ہے۔ متغیر اہلیت کے ساتھ، چونکہ مزاحمت اور تعدد میں کوئی تبدیلی نہیں ہوئی:

آمادگی سے جڑے ہوئے بازوؤں (ٹرانسفارمر برجز) کے ساتھ پیمائش کرنے والے پل متعدد پہلوؤں میں کیپسیٹو پلوں سے برتر ہیں: ٹینجنٹ اور کیپیسیٹینس کے لحاظ سے زیادہ حساسیت، منسلک پرجیوی کنڈکٹنس کا کم اثر، بہر حال، بازوؤں کے متوازی طور پر۔

ملٹی سیکشن ٹرانسفارمرز پل کی آپریٹنگ رینج (ناپنے والے پیمانے) کو بہت زیادہ بڑھا سکتے ہیں۔ ٹرانسفارمر پل کے کئی عام ڈیزائن ہیں، لیکن سب سے زیادہ مقبول ڈبل ٹرانسفارمر پل ہے:

سلسلہ مکمل طور پر موڑ کی تعداد کی گنتی کے ذریعے منظم کیا جاتا ہے؛ اسے متغیر کیپسیٹرز یا متغیر مزاحموں کی ضرورت نہیں ہے۔ اس طرح، کثیر سیکشن ٹرانسفارمرز کی ایک بڑی رینج کے ساتھ میٹر بنانا ممکن ہے، اور کم از کم نمونہ عناصر کی ضرورت ہے۔

یہاں سرکٹس galvanically الگ تھلگ ہیں، یعنی، یہ واضح ہے کہ طفیلی کنکشن کی وجہ سے مداخلت کم سے کم ہے، اس لیے جڑنے والی تاریں نسبتاً لمبی ہو سکتی ہیں۔ مندرجہ ذیل مساوات درست ہیں جب پل توازن میں ہے:

جیسا کہ آپ جانتے ہیں، جب capacitors کی گنجائش کی پیمائش کی بات آتی ہے، تو ڈائی الیکٹرک نقصان ٹینجنٹ کی شکل میں فعال نقصانات سامنے آتے ہیں۔ لہذا، اس پیرامیٹر کے مطابق، کیپسیٹرز کو تین گروپوں میں تقسیم کیا گیا ہے (اور مساوی سرکٹس، بالترتیب، اس تعدد میں مختلف ہیں):

مندرجہ ذیل تناسب AC سرکٹ میں کپیسیٹر کی رکاوٹ اور سیریز اور متوازی مساوی سرکٹس میں اس کے ٹینجنٹ کی عکاسی کرتے ہیں:

بغیر کسی نقصان کے کیپیسیٹر کی گنجائش کی پیمائش مندرجہ ذیل اسکیم کے مطابق کی جاتی ہے، جہاں دو فعال بازو پیمائش کی حدود کو اپنی اقدار کے تناسب سے متعین کرتے ہیں، اور نمونہ کی گنجائش متغیر ہے۔ یہاں، پیمائش کے عمل میں، ریزسٹرس کے تناسب کو منتخب کیا جاتا ہے، نمونے کی گنجائش کی قدر کو تبدیل کیا جاتا ہے۔ پل کے توازن کا اظہار ہے:

کم نقصان کیپیسیٹینس کی پیمائش کیپسیٹر کی تبدیلی کی ترتیب اسکیم کے مطابق کی جاتی ہے، جب کہ پل کو بیلنس کرتے ہوئے کپیسیٹینس اور فعال مزاحمت کو تبدیل کرتے ہوئے، صفر اشارے کے پیمانے کی کم از کم ریڈنگ تک پہنچتے ہیں۔ مساوات کی حالت مندرجہ ذیل تاثرات دیتی ہے۔

مندرجہ بالا اسکیم کے مطابق، اہم ڈائی الیکٹرک نقصانات والے کیپسیٹرز کو مساوی سرکٹ میں نمونے کے متوازی طور پر منسلک ہونے کی مزاحمت کی ضرورت ہوتی ہے۔ ٹینجنٹ کا فارمولا اس طرح نظر آئے گا:

لہذا، پلوں کا استعمال کرتے ہوئے، پی ایف کی اکائیوں سے لے کر دسیوں مائیکروفراڈس تک برائے نام قدروں اور اعلیٰ درستگی کے ساتھ حقیقی کیپسیٹرز کی گنجائش کی پیمائش ممکن ہے (1 سے 3 آرڈرز کی شدت تک)۔

اوپر بیان کردہ نقطہ نظر کو استعمال کرتے ہوئے انڈکٹنس کی پیمائش کرنے سے، یہ ممکن ہے کہ اہلیت کے ساتھ موازنہ کیا جائے اور ضروری نہیں کہ انڈکٹنس کے ساتھ، کیونکہ درست متغیر انڈکٹنس بنانا کوئی آسان کام نہیں ہے۔ لہذا وہ انڈکٹرز کے بجائے نمونہ کیپیسیٹینس کے برابر سرکٹس استعمال کرتے ہیں۔ توازن کی حالت آپ کو مزاحمت اور انڈکٹنس تلاش کرنے کی اجازت دیتی ہے، نتیجہ درج ذیل شکل میں لکھا گیا ہے:

آپ Q عنصر بھی تلاش کر سکتے ہیں:

بلاشبہ، ٹرن ٹو ٹرن کیپیسیٹینس چھوٹے بگاڑ دے گا، لیکن یہ اکثر نہ ہونے کے برابر ثابت ہوتے ہیں۔