Sirkuit Jembatan Owens dan Keunggulan
Kami memiliki berbagai jembatan untuk mengukur induktor dan dengan demikian faktor kualitas, seperti Jembatan Hay sangat cocok untuk pengukuran faktor kualitas lebih dari 10, Jembatan Maxwell sangat cocok untuk mengukur faktor kualitas sedang yang berkisar antara 1 hingga 10, dan Jembatan Anderson dapat digunakan secara sukses untuk mengukur induktor mulai dari beberapa mikro Henry hingga beberapa Henry. Jadi, mengapa kita membutuhkan Jembatan Owen?.
Jawaban atas pertanyaan ini sangat mudah. Kami membutuhkan jembatan yang dapat mengukur induktor dalam rentang yang luas. Sirkuit jembatan yang dapat melakukan itu dikenal sebagai Jembatan Owen.
Ini adalah jembatan AC seperti Jembatan Hay dan Jembatan Maxwell yang menggunakan kapasitor standar, induktor, dan resistor variabel yang terhubung dengan sumber AC untuk eksitasi. Mari kita pelajari sirkuit jembatan Owen secara lebih detail.
Teori Jembatan Owen
Sebuah sirkuit jembatan Owen diberikan di bawah ini.
Sumber AC terhubung pada titik a dan c. Lengan ab memiliki induktor dengan resistansi tertentu, mari kita tandai mereka r1 dan l1. Lengan bc terdiri dari hambatan listrik murni yang ditandai oleh r3 seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah ini dan membawa arus i1 pada titik seimbang yang sama dengan arus yang dibawa oleh lengan ab.
Lengan cd terdiri dari kapasitor murni tanpa hambatan listrik. Lengan ad memiliki resistor variabel serta kapasitor variabel dan detektor terhubung antara b dan d. Bagaimana cara kerja jembatan ini? jembatan ini mengukur induktor dalam hal kapasitansi. Mari kita turunkan ekspresi untuk induktor untuk jembatan ini.
Di sini l1 adalah induktansi yang tidak diketahui dan c2 adalah kapasitor standar variabel.
Sekarang pada titik seimbang kita memiliki hubungan dari teori jembatan AC yang harus dipenuhi yaitu.
Dengan memasukkan nilai z1, z2, z3 dan dalam persamaan di atas kita mendapatkan,
Dengan menyamakan dan kemudian memisahkan bagian real dan imajiner, kita mendapatkan ekspresi untuk l1 dan r1 seperti yang ditulis di bawah ini:
Sekarang, ada kebutuhan untuk memodifikasi rangkaian, untuk menghitung nilai inkremental induktansi. Diberikan di bawah ini adalah rangkaian jembatan Owen yang dimodifikasi:
Voltmeter katup ditempatkan di seberang resistor r3. Rangkaian ini disuplai dari sumber AC dan DC secara paralel. Induktor digunakan untuk melindungi sumber DC dari arus bolak-balik yang sangat tinggi dan kapasitor digunakan untuk mencegah arus searah masuk ke sumber AC. ammeter terhubung secara seri dengan baterai untuk mengukur komponen DC dari arus sementara komponen AC dapat diukur dari pembacaan voltmeter (yang tidak sensitif terhadap DC) yang terhubung di seberang hambatan r3.
Sekarang pada titik seimbang, induktansi inkremental l1 = r2r3c4
juga induktansi
Oleh karena itu permeabilitas inkremental adalah
N adalah jumlah putaran, A adalah area jalur fluks, l adalah panjang jalur fluks, l1 adalah induktansi inkremental.
Mari kita tandai penurunan pada lengan ab, bc, cd, dan ad sebagai e1, e3, e4 dan e2 masing-masing seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas. Ini akan membantu kita untuk memahami diagram fasor dengan baik.
Secara umum, arus yang paling tertinggal (yaitu i1) dipilih sebagai referensi untuk menggambar diagram fasor. Arus i2 tegak lurus terhadap arus i1 seperti yang ditunjukkan dan penurunan pada induktor l1 tegak lurus terhadap i1 karena merupakan penurunan induktif sementara penurunan pada kapasitor c2 tegak lurus terhadap i2. Pada titik seimbang e1 = e2 yang ditunjukkan dalam gambar, sekarang hasil dari semua penurunan tegangan e1, e2, e3, e4 akan memberikan e.
Keuntungan Jembatan Owen
