Construción de circuitos AC e funcionamento de circuitos AC

O circuito de ponte non é máis que a configuración de circuito eléctrico que se usa para medir valores descoñecidos de resistencia, impedancia, indutancia e capacidade. Moitas pontes como a ponte de Wheatstone, a ponte de Maxwell, a ponte de Kelvin, e moitas máis son moi útiles para medir cantidades con precisión e funcionan no mesmo principio. A continuación, unha breve descrición do funcionamento de algunhas das pontes mencionadas:

Ponte de Wheatstone

A ponte de Wheatstone é un circuito eléctrico desenvolvido por Charles Wheatstone, e empregase para determinar o valor dunha resistencia eléctrica descoñecida no circuito. A ponte de Wheatstone é moi capaz de calcular resistencias de valor moi baixo que outros instrumentos como o multímetro non calculan con precisión.

O circuito da ponte de Wheatstone é unha disposición en forma de diamante de catro resistores. Ten dúas pernas paralelas e cada perna ten dous resistores en serie. Unha terceira perna conectada entre as dúas pernas paralelas nun punto dentro das pernas, como se mostra na figura. Entre os catro resistores, o valor dunha resistencia pode determinarse equilibrando as dúas pernas. Dentre os catro resistores, o valor de dous resistores R1 e R3 son coñecidos, o valor de R2 é axustábel, e o valor de Rx debe calcularse. Entón este axuste conectase á alimentación eléctrica e un galvanómetro entre o terminal D e o terminal B. Agora, o valor do resistor axustábel axústase ata que a relación das dúas ramas de resistencias sexa igual, isto é, (R1/ R2) = (R3/Rx), e o galvanómetro marca cero xa que a corrente deixa de fluir polo circuito. Agora o circuito está equilibrado e o valor do resistor descoñecido pódese medir facilmente. A lectura de R3 decide a dirección do fluxo de corrente.

Ponte de Maxwell

O principio de funcionamento da ponte de inductancia de Maxwell é o mesmo que o da ponte de Wheatstone. Só se ficeron pequenas modificacións na ponte de Wheatstone. Nesta ponte, as catro ramas consisten en inductancia descoñecida (L1), un capacitor variable (C4), catro resistores e un detector en vez dun galvanómetro, como se mostra na figura. Empregase para medir o valor da inductancia comparando o valor descoñecido coa capacitancia variable estándar.

O principio básico da ponte é compensar o ángulo de fase positivo da impedancia descoñecida coa fase negativa dunha capacitancia colocándoa na rama oposta. Fácendo isto, a diferenza de potencial a través do detector será cero e non fluirá corrente a través del. O capacitor C4 e o resistor R4 están conectados en paralelo e o valor de ambos axústase para que a ponte quede equilibrada.

Ponte de Kelvin é outra modificación da ponte de Wheatstone que se usa para medir resistencias baixas no rango de 1mΩ a 1kΩ con gran precisión. Para a medida precisa de resistencias baixas, requirese unha fonte de alta tensión e un galvanómetro sensible na ponte de Kelvin. Ao medir resistencias baixas, a resistencia dos cables de conexión xoga un papel importante. Utilízase a ponte de Wheatstone, que ten dous resistores adicionais como se mostra na figura. Os resistores R1 e R2 están conectados ao segundo conxunto de brazos de razón e construíron resistores de catro terminais. Aquí R é a resistencia descoñecida e S é a resistencia estándar. Un galvanómetro colócase entre c e d para que a resistencia do cable de conexión r poida ignorarse e non afecte ao valor da medida. Nas condicións de equilibrio, o galvanómetro marca cero e non fluirá corrente polo circuito. A ecuación nas condicións de equilibrio é:

Circuito da Ponte de Hay

Ponte de Hay é outra variación do circuito da ponte de Maxwell. No circuito de Maxwell, a resistencia mantense en paralelo co capacitor, mentres que, no circuito de Hay, o resistor conectase en serie co capacitor estándar como se mostra na figura. É moi útil se o ángulo de fase da impedancia inductiva é moi grande, o que pódese superar tomando unha resistencia baixa en serie.

Ponte de Anderson

A ponte de Anderson é unha versión modificada da ponte de inductancia capacitancia de Maxwell. Empregase principalmente para medir a autoindutancia nunha bobina utilizando un capacitor estándar e resistores. A principal vantaxe desta ponte é que non require o balanceo frecuente da ponte. Para equilibrar a ponte con corrente constante, axústase a resistencia variable r e a fonte de CA substitúese por unha batería e uns auriculares por un galvanómetro de bobina móbil. Unha vez equilibrada a ponte, o potencial no terminal D é semellante ao do E. O fluxo de corrente nas respectivas ramas denótanse por I1, I2, e I3 como se mostra na figura.

Circuito de Ponte de Diodos

É un circuito de ponte cunha disposición de catro diodos que dá a mesma polaridade de saída para cada polaridade de entrada. O circuito de ponte de diodos, tamén chamado rectificador de ponte, empregase onde hai necesidade de cambiar a corrente alternada en corrente continua. Tamén empregase para detectar a amplitud de sinais de radio. Cando o terminal positivo da entrada conectase ao lado esquerdo superior e o negativo ao lado inferior dereito, a corrente fluye desde o terminal de alimentación superior até a saída pola ruta vermella e volve ao terminal de alimentación inferior pola ruta azul, como se mostra na figura.

Fonte: Electrical4u.

Declaración: Respeita o original, artigos bons méritan ser compartidos, se hai infracción por favor contacta