Circuit de pont Owens et avantages
Nous avons divers ponts pour mesurer l'inducteur et ainsi le facteur de qualité, comme le pont de Hay qui est très adapté à la mesure d'un facteur de qualité supérieur à 10, le pont de Maxwell qui est très adapté à la mesure d'un facteur de qualité moyen compris entre 1 et 10, et le pont d'Anderson qui peut être utilisé avec succès pour mesurer des inducteurs allant de quelques microhenrys à plusieurs henrys. Alors, pourquoi avons-nous besoin du pont de Owen?.
La réponse à cette question est très simple. Nous avons besoin d'un pont capable de mesurer l'inducteur sur une large plage. Le circuit de pont qui peut le faire est connu sous le nom de pont de Owen.
C'est un pont AC, tout comme le pont de Hay et le pont de Maxwell, qui utilisent un condensateur standard, des inducteurs et des résistances variables connectés à des sources AC pour l'excitation. Étudions en détail le circuit du pont de Owen.
Théorie du pont de Owen
Un circuit de pont de Owen est donné ci-dessous.
L'alimentation AC est connectée aux points a et c. Le bras ab comprend un inducteur ayant une certaine résistance finie, notons-les r1 et l1. Le bras bc est constitué d'une pure résistance électrique notée par r3 comme indiqué dans la figure ci-dessous et transportant le courant i1 au point d'équilibre, qui est le même que le courant transporté par le bras ab.
Le bras cd est constitué d'un condensateur pur sans résistance électrique. Le bras ad comprend une résistance variable ainsi qu'un condensateur variable, et le détecteur est connecté entre b et d. Comment ce pont fonctionne-t-il ? Ce pont mesure l'inducteur en termes de capacitance. Développons une expression pour l'inducteur de ce pont.
Ici, l1 est l'inductance inconnue et c2 est un condensateur standard variable.
Au point d'équilibre, nous avons la relation issue de la théorie des ponts AC qui doit être valable, c'est-à-dire :
En insérant les valeurs de z1, z2, z3 et dans l'équation ci-dessus, nous obtenons :
En égalisant puis en séparant les parties réelles et imaginaires, nous obtenons l'expression pour l1 et r1 comme indiqué ci-dessous :
Il est maintenant nécessaire de modifier le circuit afin de calculer la valeur incrémentielle de l'inductance. Voici le circuit modifié du pont de Owen :
Un voltmètre à valve est placé en travers de la résistance r3. Le circuit est alimenté par une source AC et DC en parallèle. L'inducteur est utilisé pour protéger la source DC d'un courant alternatif très élevé, tandis que le condensateur est utilisé pour bloquer le courant continu de la source AC. L'ampèremètre est connecté en série avec la batterie pour mesurer la composante continue du courant, tandis que la composante alternative peut être mesurée à partir de la lecture du voltmètre (qui n'est pas sensible au courant continu) connecté en travers de la résistance r3.
Au point d'équilibre, nous avons, l'inductance incrémentielle l1 = r2r3c4
ainsi que l'inducteur
Par conséquent, la perméabilité incrémentielle est
N est le nombre de spires, A est la surface du chemin de flux, l est la longueur du chemin de flux, l1 est l'inductance incrémentielle.
Désignons la chute de tension sur les bras ab, bc, cd et ad respectivement par e1, e3, e4 et e2 comme indiqué dans la figure ci-dessus. Cela nous aidera à bien comprendre le diagramme de phase.
En général, le courant le plus retardé (c'est-à-dire i1) est choisi comme référence pour tracer le diagramme de phase. Le courant i2 est perpendiculaire au courant i1 comme indiqué, et la chute de tension sur l'inducteur l1 est perpendiculaire à i1 car il s'agit d'une chute inductive, tandis que la chute de tension sur le condensateur c2 est perpendiculaire à i2. Au point d'équilibre, e1 = e2 comme indiqué dans la figure, le résultat de toutes ces chutes de tension e1, e2, e3, e4 donnera e.
Avantages du pont de Owen
L'expression pour l'inducteur l1 que nous avons dérivée ci-dessus est assez simple et est indépendante de la composante de fréquence.
Ce pont est utile pour la mesure de l'inducteur sur une large plage.
Inconvénients du pont de Owen
Dans ce pont,
