Circuito del Puente Owens y Ventajas
Contamos con varios puentes para medir inductores y, por lo tanto, el factor de calidad, como el puente de Hay que es muy adecuado para la medición de un factor de calidad mayor a 10, el puente de Maxwell que es muy adecuado para medir un factor de calidad medio que varía de 1 a 10, y el puente de Anderson que se puede utilizar con éxito para medir inductores que van desde unos microhenrios hasta varios henrios. Entonces, ¿por qué necesitamos el puente de Owen?.
La respuesta a esta pregunta es muy sencilla. Necesitamos un puente que pueda medir el inductor en un amplio rango. El circuito de puente que puede hacer eso se conoce como puente de Owen.
Es un puente AC, al igual que el puente de Hay y el puente de Maxwell, que utilizan un capacitor estándar, inductores y resistencias variables conectadas con fuentes de CA para la excitación. Estudiemos el circuito del puente de Owen en más detalle.
Teoría del puente de Owen
A continuación se presenta un circuito del puente de Owen.
La fuente de CA se conecta en los puntos a y c. El brazo ab tiene un inductor con cierta resistencia finita, marquemos estas como r1 y l1. El brazo bc consiste en una pura resistencia eléctrica marcada por r3 como se muestra en la figura dada a continuación y lleva la corriente i1 en el punto de equilibrio, que es la misma que la corriente llevada por el brazo ab.
El brazo cd consiste en un capacitor puro sin resistencia eléctrica. El brazo ad tiene una resistencia variable así como un capacitor variable y el detector está conectado entre b y d. Ahora, ¿cómo funciona este puente? Este puente mide el inductor en términos de capacitancia. Derivemos una expresión para el inductor para este puente.
Aquí, l1 es la inductancia desconocida y c2 es un capacitor estándar variable.
Ahora, en el punto de equilibrio, tenemos la relación de la teoría del puente AC que debe cumplirse, es decir,
Sustituyendo los valores de z1, z2, z3 y en la ecuación anterior obtenemos,
Igualando y luego separando las partes real e imaginaria, obtenemos la expresión para l1 y r1 como se escribe a continuación:
Ahora, es necesario modificar el circuito para calcular el valor incremental de la inductancia. A continuación se muestra el circuito modificado del puente de Owen:
Un voltímetro de válvula se coloca a través del resistor r3. El circuito se alimenta desde fuentes de CA y CC en paralelo. El inductor se utiliza para proteger la fuente de CC de una corriente alterna muy alta y el capacitor se utiliza para bloquear la corriente directa de entrar en la fuente de CA. El amperímetro se conecta en serie con la batería para medir la componente de corriente de CC, mientras que la componente de CA se puede medir a partir de la lectura del voltímetro (que no es sensible a la CC) conectado a través de la resistencia r3.
Ahora, en el punto de equilibrio, tenemos, inductancia incremental l1 = r2r3c4
también inductancia
Por lo tanto, la permeabilidad incremental es
N es el número de vueltas, A es el área de la ruta de flujo, l es la longitud de la ruta de flujo, l1 es la inductancia incremental.
Marcamos la caída en los brazos ab, bc, cd y ad como e1, e3, e4 y e2 respectivamente, como se muestra en la figura anterior. Esto nos ayudará a entender bien el diagrama fasorial.
En general, la corriente más retrasada (es decir, i1) se elige como referencia para dibujar el diagrama fasorial. La corriente i2 es perpendicular a la corriente i1 como se muestra, y la caída en el inductor l1 es perpendicular a i1 ya que es una caída inductiva, mientras que la caída en el capacitor c2 es perpendicular a i2. En el punto de equilibrio, e1 = e2 como se muestra en la figura, ahora el resultado de todas estas caídas de voltaje e1, e2, e3, e4 dará e.
Ventajas del puente de Owen
La fórmula para el
