Wha este un pod Owens: circuit, teorie și diagrama fazorului său

Wha este un pod Owens: circuit, teorie și diagrama fazorului său

Sistemul modern de comunicații folosește punți de curent alternativ cu circuite electrice și electronice complexe și multe altele. Diferitele tipuri de punți AC utilizate în circuite electronice sunt podul lui Maxwell, podul Wein al lui Maxwell, Podul Anderson , Podul lui Hay, podul Owen, podul De Sauty, podul Schering și podul din seria Wien. Deși există diferite tipuri de punți de curent alternativ pentru măsurarea factorilor de calitate ai bobinei, acestea sunt limitate la un interval mic. De exemplu, Podul lui Maxwell este limitată pentru a măsura factorul de calitate mai mare de 10. Podul Hay este potrivit pentru intervalul factorului de calitate de la 1 la 10. Podul Anderson este utilizat pentru a măsura valorile inductanței variază de la câțiva micro Henry. Prin urmare, avem nevoie de un circuit de punte, care ar trebui să fie potrivit pentru a măsura o gamă largă de inductoare. Acest circuit de pod se numește pod Owens.



Definiția podului Owens

Definiție: Circuitul podului Owens este definit ca podul de curent alternativ care este utilizat pentru a măsura o gamă largă de inductanță necunoscută în termeni de rezistență și capacitate. De obicei, funcționează pe principiul comparației. Asta înseamnă necunoscutul măsurat inductanţă valoarea este comparată cu condensatorul standard sau cunoscut. Acest tip de circuit pod utilizează un condensator standard și un rezistor variabil pentru excitare.


Owens Bridge Circuit

Circuitul podului Owens conține patru brațe conectate într-un pătrat sau în formă de romb. Un semnal de tensiune AC și un detector nul sunt conectate la joncțiunile brațelor. Schema circuitului podului Owens este prezentată mai jos.



Owens-Bridge-Circuit

owens-bridge-circuit

  • Din circuitul de mai sus, putem observa că ab, bc, cd și da sunt cele patru brațe conectate ca pod.
  • Brațul „ab” conține auto-inductanță necunoscută „L1” cu rezistența „R1”
  • Brațul „bc” conține rezistență pură „R3”
  • Celălalt braț „cd” conține un condensator standard fix „C4”
  • Ultimele brațe „da” conțin rezistență variabilă neinductivă „R2” în serie cu un condensator standard variabil „C2”.
  • Un detector nul este conectat pentru a cunoaște starea de echilibru a circuit pod .

Podul Owen modificat conține voltmetru în paralel cu rezistența conectată la unul dintre brațe. Un ampermetru este, de asemenea, conectat în serie la circuitul podului pentru măsurare Curent continuu în timp ce curentul alternativ poate fi măsurat folosind un voltmetru. Circuitul modificat al podului Owens este prezentat mai jos.



Podul Owens modificat

pod-modificat-owens

Teoria Podului Owens

Teoria podului Owens nu este altceva decât, inductanța necunoscută „L1” este comparată cu condensatorul cunoscut „C4” conectat la brațul „cd” al circuitului podului. În condiții de echilibru, rezistența neinductivă ‘R2’ și condensatorul standard variabil ‘C2’ pot fi variate independent. Prin urmare, niciun curent nu circulă prin circuitul podului și niciun potențial nu va fi înregistrat de detectorul nul.

Din circuitul podului Owens putem observa că,


Auto-inductivitate necunoscută „L1”

Rezistor pur 'R3' (rezistență neinductivă fixă)

Condensator standard fix 'C4'

Rezistor non-inductiv variabil ‘R2’ în serie cu un condensator standard variabil ‘C2’.

Un detector nul este conectat pentru a cunoaște starea de echilibru a circuitului podului.

Luați în considerare ecuația echilibrată a unui circuit de bază AC,

Z1Z4 = Z2Z3

Acum înlocuiți impedanțele circuitului podului Owens în ecuația de mai sus

Atunci

(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3

Acum separați termenii reali și imaginați de ecuația de mai sus

Primim,

L1 = R2R3C4

Inductanța necunoscută poate fi măsurată din ecuația de mai sus

R1 = R3 (C4 / C2)

Valoarea unui standard variabil condensator Se măsoară „C2”.

Diagrama fazorală a podului Owens

Diagrama fazorală a podului Owens este prezentată mai jos.

Diagrama fazorului

fazor-diagramă

Din diagrama fazorială de mai sus, putem observa că,

Axa orizontală reprezintă curentul I1, E3 = I3R3 și E4 = ωI2C4 care se află în aceeași fază. Și, de asemenea, căderea de tensiune a „i1r1” reprezintă, de asemenea, axa orizontală.

Căderea de tensiune „e1” reprezintă suma căderii de tensiune inductivă (ωL1L1) și a căderii de tensiune rezistivă (I1R1)

La starea de echilibru a circuitului podului, căderile de tensiune ‘E1’ și ‘E2’ sunt egale între brațe și reprezentate pe aceeași axă.

În mod similar, căderea de tensiune ‘e3’ este suma căderii de tensiune rezistivă (I2R2) și a căderii de tensiune capacitivă (I2 / wC2). Datorită condensatorului fix, curentul i1 devine perpendicular (90 grade) cădere de tensiune ‘e4’. Curentul „I2” și căderea de tensiune I2R2 reprezintă axa verticală. Tensiunea de alimentare reprezintă „E1” și „E3”.

Avantaje

Avantajele podului Owens sunt, inductanța necunoscută măsurată este independentă de frecvență și nu necesită alimentare cu frecvență.

  • Ecuația echilibrului poate fi obținută foarte ușor și simplu.
  • Se folosește pentru a măsura o gamă largă de inductanță în termeni de capacitate.
  • De asemenea, este utilizat pentru a măsura o gamă largă de valori ale capacității (obținem din ecuația balanței finale).

Dezavantaje

Dezavantajele podului lui Owen includ

  • Un condensator standard variabil utilizat în acest circuit pod este foarte costisitor. Deci, costul circuitului podului lui Owen crește, de asemenea.
  • Precizia condensatorului standard variabil utilizat în circuit este foarte scăzută (aproape 1%)
  • Utilizarea unui condensator standard variabil mai mare ar crește gama unui factor de calitate al bobinei măsurate. Acest lucru poate crește și mai mult costul circuitului.

Întrebări frecvente

1). Ce este un detector nul?

Ajută la găsirea stării de echilibru a circuitului de punte de curent alternativ (când valoarea dată este zero). Și, de asemenea, compară valoarea necunoscută (inductanță / rezistență / capacitate / impedanță) cu o valoare cunoscută (valoare de referință sau standard).

2). Ce vrei să spui prin factorul de calitate (factorul q) al bobinei?

Este raportul dintre reactanța bobinei și rezistența sa la frecvența de funcționare.

Q = ωL / R = XL / R

3). Care sunt tipurile de erori care au apărut în punțile AC?

Erori de scurgere a câmpului magnetic erori de curent turbionar, erori de frecvență și erori de formă de undă.

4). Ce tip de pod este utilizat pentru a măsura capacitatea?

Podul Wien este utilizat pentru a măsura capacitatea în termeni de rezistență calibrată și frecvență.

5). De ce podurile de curent alternativ nu folosesc galvanometru în locul detectorului nul?

Un galvanometru nu este utilizat în punțile de curent alternativ, deoarece măsoară fluxul de curent continuu (DC) numai.

Astfel, acesta este totul despre definiția, circuitul, teoria, avantajele și dezavantajele lui Owen pod . Iată o întrebare pentru dvs. „Care sunt aplicațiile podului lui Owen?”