O sistema de comunicação moderno usa pontes AC com circuitos elétricos e eletrônicos complexos e muito mais. Os diferentes tipos de pontes AC usadas em Circuitos eletrônicos são a ponte de Maxwell, a ponte de Maxwell Wein, Ponte Anderson , Ponte de Hay, ponte Owen, ponte De Sauty, ponte Schering e ponte série Wien. Embora existam diferentes tipos de pontes CA para medir os fatores de qualidade da bobina, eles são limitados a um pequeno intervalo. Por exemplo, Ponte de Maxwell é limitado para medir o fator de qualidade maior que 10. A ponte de Hay é adequada para a faixa de fator de qualidade de 1 a 10. A ponte de Anderson é usada para medir intervalos de valores de indutância de alguns micro Henry. Portanto, precisamos de um circuito em ponte, que deve ser adequado para medir uma ampla gama de indutores. Esse circuito de ponte é chamado de ponte de Owens.
Definição de Owens Bridge
Definição: O circuito de ponte de Owens é definido como a ponte CA que é usada para medir uma ampla faixa de indutância desconhecida em termos de resistência e capacitância. Geralmente funciona com base no princípio da comparação. Isso significa que o desconhecido medido indutância valor é comparado com o capacitor padrão ou conhecido. Este tipo de circuito de ponte usa um capacitor padrão e um resistor variável para excitação.
Circuito Owens Bridge
O circuito da ponte Owens contém quatro braços conectados em um quadrado ou em forma de losango. Um sinal de tensão CA e um detector de nulo são conectados nas junções dos braços. O diagrama do circuito da ponte de Owens é mostrado abaixo.
circuito de ponte de Owens
- Do circuito acima, podemos observar que ab, bc, cd e da são os quatro braços conectados como uma ponte.
- O braço ‘ab’ contém auto-indutância desconhecida ‘L1’ com resistência ‘R1’
- O braço ‘bc’ contém resistor puro ‘R3’
- O outro braço ‘cd’ contém um capacitor padrão fixo ‘C4’
- Os últimos braços 'da' contém resistor não indutivo variável 'R2' em série com um capacitor padrão variável 'C2'.
- Um detector de nulo é conectado para saber a condição de equilíbrio do circuito de ponte .
A ponte de Owen modificada contém voltímetro em paralelo com resistência conectada a um dos braços. Um amperímetro também é conectado em série ao circuito da ponte para medir corrente contínua enquanto a corrente AC pode ser medida usando um voltímetro. O circuito modificado da ponte de Owens é mostrado abaixo.
ponte modificada de Owens
Theory of Owens Bridge
A teoria da ponte de Owens nada mais é que a indutância desconhecida 'L1' é comparada com o capacitor conhecido 'C4' conectado ao braço 'cd' do circuito da ponte. Na condição de equilíbrio, o resistor não indutivo 'R2' e o capacitor padrão variável 'C2' podem ser variados independentemente. Conseqüentemente, nenhuma corrente flui através do circuito de ponte e nenhum potencial será registrado pelo detector de nulo.
Do circuito da ponte de Owens, podemos observar que,
Auto-indutância desconhecida ‘L1’
Resistência pura ‘R3’ (resistência não indutiva fixa)
Capacitor padrão fixo 'C4'
Resistência variável não indutiva ‘R2’ em série com um capacitor padrão variável ‘C2’.
Um detector de nulo é conectado para saber a condição de equilíbrio do circuito da ponte.
Considere a equação balanceada de um circuito de ponte CA básico,
Z1Z4 = Z2Z3
Agora substitua as impedâncias do circuito da ponte de Owens na equação acima
Então
(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3
Agora separe os termos reais e imaginários da equação acima
Nós temos,
L1 = R2R3C4
A indutância desconhecida pode ser medida a partir da equação acima
R1 = R3 (C4 / C2)
O valor de um padrão variável capacitor ‘C2’ é medido.
Diagrama de fasor da ponte Owens
O diagrama fasorial da ponte de Owens é mostrado abaixo.
diagrama fasorial
A partir do diagrama fasorial acima, podemos observar que,
O eixo horizontal representa as correntes I1, E3 = I3R3 e E4 = ωI2C4 que estão na mesma fase. E também a queda de tensão de 'i1r1' também representa o eixo horizontal.
A queda de tensão 'e1' representa a soma da queda de tensão indutiva (ωL1L1) e a queda de tensão resistiva (I1R1)
Na condição de equilíbrio do circuito de ponte, as quedas de tensão ‘E1’ e ‘E2’ são iguais entre os braços e representadas no mesmo eixo.
Da mesma forma, a queda de tensão 'e3' é a soma da queda de tensão resistiva (I2R2) e queda de tensão capacitiva (I2 / wC2). Devido ao capacitor fixo, a corrente i1 torna-se perpendicular (90 graus) queda de tensão 'e4'. A corrente 'I2' e a queda de tensão I2R2 representam o eixo vertical. A tensão de alimentação representa 'E1' e 'E3'.
Vantagens
As vantagens da ponte de Owens são, a indutância desconhecida medida é independente da frequência e não requer qualquer fonte de frequência.
- A equação de equilíbrio pode ser obtida de forma muito fácil e simples.
- É usado para medir uma ampla faixa de indutância em termos de capacitância.
- Também é usado para medir uma ampla gama de valores de capacitância (obtemos a partir da equação de balanço final).
Desvantagens
As desvantagens da ponte de Owen são
- Um capacitor padrão variável usado neste circuito em ponte é muito caro. Portanto, o custo do circuito da ponte de Owen também aumenta.
- A precisão do capacitor padrão variável usado no circuito é muito baixa (quase 1%)
- O uso de um capacitor padrão variável maior aumentaria a faixa de um fator de qualidade da bobina medida. Isso pode aumentar ainda mais o custo do circuito.
FAQs
1). O que é um detector de nulos?
Ajuda a encontrar a condição de equilíbrio do circuito de ponte CA (quando o valor fornecido é zero). E também compara o valor desconhecido (indutância / resistência / capacitância / impedância) com um valor conhecido (valor de referência ou padrão).
2). O que você quer dizer com fator de qualidade (fator q) da bobina?
É a razão entre a reatância da bobina e sua resistência na freqüência de operação.
Q = ωL / R = XL / R
3). Quais são os tipos de erros que ocorreram nas pontes AC?
Erros de vazamento de campo magnético, erros de correntes parasitas, erros de frequência e erros de forma de onda.
4). Que tipo de ponte é usada para medir a capacitância?
A ponte de Wien é usada para medir a capacitância em termos de resistência calibrada e frequência.
5). Por que as pontes AC não usam galvanômetro em vez do detector de nulo?
Um galvanômetro não é usado em pontes CA porque ele mede o fluxo de corrente contínua (CC) apenas.
Assim, isso é tudo sobre a definição, circuito, teoria, vantagens e desvantagens de Owen Ponte . Aqui está uma pergunta para você: “Quais são as aplicações da ponte de Owen?”
