Owens Bridge Kredsløb og Fordele
Vi har forskellige broer til at måle induktiviteter og dermed kvalitetsfaktor, som Hay's bro er meget velegnet til at måle en kvalitetsfaktor større end 10, Maxwell's bro er meget velegnet til at måle medium kvalitetsfaktor mellem 1 og 10, og Anderson's bro kan med succes bruges til at måle induktiviteter fra få mikrohenry til flere henry. Så hvad er behovet for Owen’s Bridge?.
Svaret på dette spørgsmål er meget let. Vi har brug for en bro, der kan måle induktiviteter over et bredt område. Den brokreds, der kan gøre det, kaldes Owen’s bridge.
Det er en AC-bro ligesom Hay’s bro og Maxwell-bro, der bruger en standard kapacitor, induktorer og variable modstandere forbundet med AC-kilder til opspænding. Lad os studere Owen’s bridge circuit i detaljer.
Theory of Owen’s Bridge
En Owen’s bridge circuit vises nedenfor.
AC-strømforsyningen er forbundet ved punkterne a og c. Armet ab har en induktor med en bestemt modstand, lad os markere dem r1 og l1. Armet bc består af ren elektrisk modstand markeret med r3 som vist på figuren nedenfor og bærer strømmen i1 ved balancepunkt, som er den samme som strømmen, der føres af armet ab.
Armet cd består af en ren kapacitor uden elektrisk modstand. Armet ad har variabel modstand samt variabel kapacitance, og detektor er forbundet mellem b og d. Hvordan fungerer denne bro? Denne bro måler induktoren i forhold til kapacitancen. Lad os udlede en udtryk for induktoren for denne bro.
Her er l1 ukendt induktivitet og c2 er variabel standardkapacitor.
Nu ved balancepunktet har vi relationen fra AC-broteori, der skal være gyldig, nemlig:
Ved at indsætte værdien af z1, z2, z3 og i ovenstående ligning får vi:
Ved at sætte lighedstegn og derefter adskille de reelle og imaginære dele får vi udtrykket for l1 og r1 som skrevet nedenfor:
Nu er der behov for at ændre kredsløbet for at beregne den inkrementelle værdi af induktiviteten. Nedenfor vises den ændrede kreds af Owen’s bridge:
En ventil voltmeter er placeret på modstanden r3. Kredsløbet er spændt fra både AC- og DC-kilde parallel. Induktor bruges til at beskytte DC-kilden mod meget høj alternativstrøm, og kapacitoren bruges til at blokere direkte strøm fra at komme ind i AC-kilden. Ammeteren er forbundet i serie med batteriet for at måle DC-komponenten af strømmen, mens AC-komponenten kan måles ved læsning af voltmeter (som ikke er følsom over for DC), der er forbundet på tværs af modstanden r3.
Nu ved balancepunktet har vi, inkrementel induktor l1 = r2r3c4
Også induktor
Derfor er den inkrementelle permeabilitet
N er antallet af vindinger, A er areal af fluxvej, l er længden af fluxvej, l1 er inkrementel induktivitet.
Lad os markere fald over armet ab, bc, cd og ad som e1, e3, e4 og e2 hhv. som vist på figuren ovenfor. Dette vil hjælpe os med at forstå fasordiagrammet bedre.
Generelt vælges den mest forsinkede strøm (dvs. i1) som reference for at tegne fasordiagram. Strømmen i2 er vinkelret på strømmen i1 som vist, og fald over induktoren l1 er vinkelret på i1 da det er et induktivt fald, mens faldet over kapacitoren c2 er vinkelret på i2. Ved balancepunktet e1 = e2 som vist på figuren, nu resultatet af alle disse spændings fald e1, e2, e3, e4 vil give e.
Fordele ved Owen’s Bridge
