Circuíto ponte de Heaviside

Antes de introducir esta ponte, coñezamos máis sobre os usos do inductor mutuo en circuitos de ponte. Agora, unha pregunta debe xurdir na nosa mente: por que estamos tan interesados no inductancia mutua. A resposta a esta pregunta é moi simple: utilizaremos este inductor mutuo no circuito de ponte Heaviside. Utilizamos un inductor mutuo estándar para determinar o valor dun inductor mutuo descoñecido en diversos circuitos. O inductor mutuo empregase en diversos circuitos como compoñente principal para determinar o valor da autoinductancia, capacidade e frecuencia, etc.
Pero en moitas industrias, o uso do inductor mutuo para atopar o valor dun inductor autoconocido non se practica porque temos diversos outros métodos precisos para determinar o inductor auto e a capacidade, e estes outros métodos poden incluír o uso de capacitores estándar que están dispoñibles a prezos máis baixos. Con todo, pode haber algún mérito no uso do inductor mutuo en algúns casos, pero este campo é moi vasto.

Están en marcha moitas investigacións sobre a aplicación do inductor mutuo en circuitos de ponte. Para entender a parte matemática do circuito de ponte Heaviside, necesitamos derivar a relación matemática entre o inductor auto e o inductor mutuo en dúas bobinas conectadas en combinación en serie. Aquí estamos interesados en atopar a expresión do inductor mutuo en termos de autoinductancia.
Consideremos dúas bobinas conectadas en serie como se mostra na figura seguinte.

De tal xeito que os campos magnéticos son aditivos, o inductor resultante destas dúas pode calcularse como

Onde, L1 é o inductor auto da primeira bobina,
L2 é o inductor auto da segunda bobina,
M é o inductor mutuo destas dúas bobinas.
Agora, se as conexións de calquera das bobinas se invierten, entón temos

Ao resolver estas dúas ecuacións, obtemos

Así, o inductor mutuo das dúas bobinas conectadas en serie dáse por un cuarto da diferenza entre o valor medido do inductor auto cando se toma a dirección do campo na mesma dirección e o valor do inductor auto cando a dirección do campo se invierte.

Con todo, é necesario ter as dúas bobinas en serie no mesmo eixo para obter o resultado máis preciso. Consideremos o circuito da ponte de inductor mutuo Heaviside, dado a continuación,

A aplicación principal desta ponte nas industrias é medir o inductor mutuo en termos de autoinductancia. O circuito desta ponte consiste en catro resistencias non inductivas resistores r1, r2, r3 e r4 conectados nos brazos 1-2, 2-3, 3-4 e 4-1, respectivamente. En serie deste circuito de ponte, conectase un inductor mutuo descoñecido. Aplicase unha voltage entre os terminais 1 e 3. No punto de equilibrio, a corrente eléctrica que flue por 2-4 é cero, polo que a caída de tensión entre 2-3 é igual á caída de tensión entre 4-3. Polo tanto, igualando as caídas de tensión de 2-4 e 4-3, obtemos,

Tamén temos,

e o inductor mutuo dáse por,

Consideremos algún caso especial,

Neste caso, o inductor mutuo reducise a

Agora, consideremos o circuito da ponte Heaviside de Campbell dada a continuación:

Esta é a ponte Heaviside modificada. Esta ponte úsase para medir o valor descoñecido do inductor auto en termos de inductancia mutua. A modificación é debida á adición da bobina de equilibrio l, e R no brazo 1 – 4, así como a resistencia eléctrica r incluída no brazo 1-2. Conectase un interruptor de curto circuito a través de r2 e l2 para ter dous conxuntos de lecturas, un cando se corta o circuito de r2 e l2, e outro cando se abre o circuito de r2 e l2.

Agora, derivemos a expresión para o inductor auto nesta ponte Heaviside modificada. Tamén supoñamos que o valor de M e r con o conmutador aberto sexa M1 e r1, M2 e r2 con o conmutador pechado.
Para o conmutador aberto, temos no punto de equilibrio,

e con o conmutador pechado, podemos escribir

Así, a expresión final para o inductor auto

Declaración: Respetar o orixinal, artigos boños merecen ser compartidos, se hai infracción, contacte para eliminar.