دائرة جسر أوينز ومزاياها

لدينا العديد من الجسور لقياس المكثفات وبالتالي عامل الجودة، مثل جسر هاي الذي يناسب بشكل كبير لقياس عامل الجودة الأكبر من 10، وجسر ماكسويل الذي يناسب بشكل كبير لقياس عامل الجودة المتوسط بين 1 و10، وجسر أندرسون الذي يمكن استخدامه بنجاح لقياس المكثفات تتراوح من بضعة ميكرو هنري إلى عدة هنري. فما هي الحاجة إلى جسر أوينز؟.

الإجابة على هذا السؤال سهلة للغاية. نحتاج إلى جسر يمكنه قياس المكثف على نطاق واسع. الدائرة الجسرية التي يمكنها القيام بذلك تُعرف باسم جسر أوينز.

إنه جسر تيار متردد مثل جسر هاي وجسر ماكسويل اللذان يستخدمان كابسولارًا قياسيًا ومكثفات ومقاومات متغيرة متصلة بمصادر تيار متردد للتنبيه. دعونا ندرس دائرة جسر أوينز بالتفصيل.

نظرية جسر أوينز

تظهر دائرة جسر أوينز أدناه.

تم توصيل التغذية الكهربائية التبادلية عند النقطة أ والنقاط ج. يتكون الذراع أب من مكثف ذو مقاومة محدودة لنرمز لها ر1 ول1. يتكون الذراع بج من مقاومة كهربائية نقية مرقمة بواسطة ر3 كما هو موضح في الشكل أدناه وتحمل التيار آي1 عند نقطة التوازن وهو نفس التيار الذي يحمله الذراع أب. يتكون الذراع جد من كابسولار خالٍ من المقاومة الكهربائية. الذراع أد يحتوي على مقاومة متغيرة وكذلك كابسولار متغير والمendetector متصل بين النقطة ب والنقطة د. كيف يعمل هذا الجسر؟ يقوم هذا الجسر بقياس المكثف بدلالة السعة. دعونا نشتق معادلة للمكثف لهذا الجسر.

هنا ل1 هو المكثف غير المعروف و ج2 هو الكابسولار القياسي المتغير. الآن عند نقطة التوازن لدينا العلاقة من نظرية الجسر التبادلي والتي يجب أن تكون صالحة أي. وضع قيمة ز1، ز2، ز3 في المعادلة أعلاه نحصل على. بتساوي ثم فصل الجزء الحقيقي والتخيلي نحصل على المعادلة لـ ل1 ور1 كما هو مكتوب أدناه: الآن هناك حاجة لتعديل الدائرة لتقوم بحساب القيمة الإضافية للمكثف. يظهر أدناه الدائرة المعدلة لجسر أوينز: تم وضع مقياس الفولتاج عبر المقاومة ر3. يتم تغذية الدائرة من مصدر تيار متردد ومن مصدر تيار مستمر بالتوازي. يستخدم المكثف لحماية المصدر المستمر من التيار المتردد العالي جدا بينما يستخدم الكابسولار لمنع التيار المستمر من دخول مصدر التيار المتردد. يتم توصيل الأمبيرمتر بالسلسلة مع البطارية لقياس الجزء المستمر من التيار بينما يمكن قياس الجزء المتردد من قراءة الفولتمتر (والذي ليس حساسا للتيار المستمر) المتصل عبر المقاومة ر3. الآن عند نقطة التوازن لدينا، المكثف الإضافي ل1 = ر2 ر3 ج4 كذلك المكثف. لذلك النفاذية الإضافية هي. ن هو عدد الحلقات، أ هي مساحة مسار التدفق، ل هو طول مسار التدفق، ل1 هو المكثف الإضافي. دعنا نرمز للفقد عبر الذراع أب، بج، جد وأد على التوالي كـ ه1، ه3، ه4 وه2 كما هو موضح في الشكل أعلاه. هذا سيساعدنا على فهم مخطط الطور بشكل أفضل. بشكل عام يتم اختيار التيار الأكثر تأخيرا (أي آي1) كمرجع لرسم مخطط الطور. التيار آي2 عمودي على التيار آي1 كما هو موضح والفقد عبر المكثف ل1 عمودي على آي1 لأنه فقد مكثفي بينما الفقد عبر الكابسولار ج2 عمودي على آي2. عند نقطة التوازن ه1 = ه2 كما هو موضح في الشكل، الآن الناتج الكلي لكل هذه الفقدات ه1، ه2، ه3، ه4 سيعطي ه.

مزايا جسر أوينز

1. المعادلة التي استنتجناها أعلاه للمكثف ل1 بسيطة وغير متعلقة بالمكون الترددي.

2. هذا الجسر مفيد لقياس المكثف على نطاق واسع.

عيوب جسر أوينز

1. في هذا الجسر استخدمنا كابسولار قياسي متغير وهو عنصر باهظ الثمن والدقة فيه حوالي واحد بالمئة فقط.

2. مع زيادة عامل الجودة المراد قياسه تزداد قيمة الكابسولار القياسي المطلوبة وبالتالي تزداد النفقات في صنع هذا الجسر.

بيان: احترام الأصلي، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل لحذفه.