Circuit de Pont Owens i avantatges
Disposam de diversos ponts per mesurar inductors i, per tant, el factor de qualitat, com el pont de Hay que és molt adequat per a la mesura d'un factor de qualitat superior a 10, el pont de Maxwell que és molt adequat per a la mesura de factors de qualitat mitjans que van de 1 a 10, i el pont d'Anderson que es pot utilitzar amb èxit per a mesurar inductors que van des de pocs microhenrys fins a diversos henrys. Aleshores, quina és la necessitat del pont d'Owen?.
La resposta a aquesta pregunta és molt senzilla. Necessitem un pont que pugui mesurar l'inductor en un ampli rang. El circuit de pont que ho pot fer s'anomena pont d'Owen.
És un pont AC, igual que el pont de Hay i el pont de Maxwell, que utilitza un capacitor estàndard, inductors i resistors variables connectats amb fonts AC per excitar. Estudiem el circuit de pont d'Owen amb més detall.
Teoria del pont d'Owen
Sota s'indica un circuit de pont d'Owen.
La font d'AC s'ha connectat als punts a i c. La branca ab té un inductor amb una certa resistència finita, anomenem-les r1 i l1. La branca bc consisteix en pura resistència elèctrica marcat per r3 com es mostra en la figura següent i porta la corrent i1 al punt d'equilibri, que és la mateixa que la corrent portada per la branca ab.
La branca cd consisteix en un capacitor pur sense resistència elèctrica. La branca ad té una resistència variable, així com un capacitor variable, i el detector s'ha connectat entre b i d. Com funciona aquest pont? Aquest pont mesura l'inductor en termes de capacitance. Derivem una expressió per a l'inductor per a aquest pont.
Aquí l1 és una inductància desconeguda i c2 és un capacitor estàndard variable.
Ara, al punt d'equilibri, tenim la relació de la teoria del pont AC que ha de ser vàlida, és a dir,
Substituint els valors de z1, z2, z3 i a l'equació anterior obtenim,
Igualant i després separat les parts real i imaginària, obtenim l'expressió per a l1 i r1 com s'escriu a continuació:
Ara, hi ha la necessitat de modificar el circuit, per calcular el valor incremental de l'inductància. Sota es mostra el circuit modificat del pont d'Owen:
Un voltmetre de válvula s'ha col·locat a través del resistor r3. El circuit es nutre tant de la font AC com de la DC en paral·lel. L'inductor s'utilitza per protegir la font DC de corrents alternades molt altes i el capacitor s'utilitza per bloquejar la corrent directa d'entrar a la font AC. L'ammeter s'ha connectat en sèrie amb la bateria per mesurar la component DC de la corrent, mentre que la component AC es pot mesurar a partir de la lectura del voltmetre (que no és sensible a la DC) connectat a través de la resistència r3.
Ara, al punt d'equilibri, tenim, l'inductor incremental l1 = r2r3c4
també l'inductor
Per tant, la permeabilitat incremental és
N és el nombre de voltes, A és l'àrea del camí de flux, l és la longitud del camí de flux, l1 és l'inductància incremental.
Marquem la caiguda a les branques ab, bc, cd i ad com a e1, e3, e4 i e2 respectivament com es mostra a la figura anterior. Això ens ajudarà a entendre bé el diagrama fasorial.
En general, la corrent més retardada (és a dir, i1) es tria com a referència per dibuixar el diagrama fasorial. La corrent i2 és perpendicular a la corrent i1 com es mostra, i la caiguda a través de l'inductor l1 és perpendicular a i1 ja que és una caiguda inductiva, mentre que la caiguda a través del capacitor c2 és perpendicular a i2. Al punt d'equilibri e1 = e2 que es mostra a la figura, ara el resultat de totes aquestes caigudes de voltatge e1, e2, e3, e4 donarà e.
Vantatges del pont d'Owen
Recomanat
