Owens Bridge Schakeling en Voordelen

We hebben verschillende bruggen om spoelen te meten en dus de kwaliteitsfactor, zoals de Hay’s bridge zeer geschikt is voor het meten van een kwaliteitsfactor groter dan 10, de Maxwell’s bridge zeer geschikt is voor het meten van een middelste kwaliteitsfactor variërend van 1 tot 10, en de Anderson bridge kan succesvol worden gebruikt om spoelen te meten variërend van enkele micro Henry tot enkele Henry. Dus wat is de noodzaak voor de Owen’s Bridge?.

Het antwoord op deze vraag is heel eenvoudig. We hebben een brug nodig die over een breed bereik spoelen kan meten. De brugcircuit die dat kan, wordt de Owen’s bridge genoemd.

Het is een AC-brug, net als de Hay’s bridge en Maxwell bridge, die gebruik maken van een standaard condensator, spoelen en variabele weerstanden verbonden met AC-bronnen voor excitering. Laten we de Owen’s bridge circuit in meer detail bestuderen.

Theorie van Owen’s Bridge

Een Owen’s bridge circuit is hieronder gegeven.

De AC-voeding is aangesloten op punt a en c. De arm ab heeft een spoel met een bepaalde weerstand, laten we deze markeren als r1 en l1. De arm bc bestaat uit zuivere elektrische weerstand gemarkeerd door r3 zoals getoond in de figuur hieronder en draagt de stroom i1 op het balanspunt, die hetzelfde is als de stroom gedragen door arm ab.
De arm cd bestaat uit een zuivere condensator zonder elektrische weerstand. De arm ad heeft variabele weerstand evenals variabele condensator en de detector is aangesloten tussen b en d. Hoe werkt nu deze brug? Deze brug meet de spoel in termen van capaciteit. Laten we een expressie afleiden voor de spoel voor deze brug.

Hierbij is l1 de onbekende inductie en c2 is een variabele standaardcondensator.
Nu op het balanspunt hebben we de relatie uit de AC-brugtheorie die moet gelden, namelijk:

Door de waarden van z1, z2, z3 en in de bovenstaande vergelijking in te vullen, krijgen we:

Door gelijk te stellen en vervolgens de reële en de imaginaire delen te scheiden, krijgen we de expressie voor l1 en r1 zoals hieronder geschreven:

Nu is er behoefte aan om het circuit te wijzigen om de incrementele waarde van de inductie te berekenen. Hieronder staat het gewijzigde circuit van Owen’s bridge:

Een ventiel voltmeter is aangebracht over de weerstand r3. Het circuit wordt gevoed door zowel AC- als DC-bron in parallel. De spoel wordt gebruikt om de DC-bron te beschermen tegen zeer hoge wisselstroom en de condensator wordt gebruikt om directe stroom te blokkeren van het binnengaan in de AC-bron. De ammeter is in serie aangesloten met de accu om de DC-component van de stroom te meten, terwijl de AC-component kan worden gemeten via de lezing van de voltmeter (die niet gevoelig is voor DC) aangesloten over de weerstand r3.
Nu op het balanspunt hebben we, incrementele inductie l1 = r2r3c4
ook inductie

Dus de incrementele doorlatendheid is

N is het aantal windingen, A is het oppervlak van het fluxpad, l is de lengte van het fluxpad, l1 is de incrementele inductie.
Laten we de val over de armen ab, bc, cd en ad markeren als e1, e3, e4 en e2 respectievelijk zoals getoond in de bovenstaande figuur. Dit zal ons helpen de fasordiagram goed te begrijpen.

In het algemeen wordt de meest achterlopende stroom (d.w.z. i1) gekozen als referentie om het fasordiagram te tekenen. Stroom i2 staat loodrecht op stroom i1 zoals getoond, en de val over de spoel l1 staat loodrecht op i1 omdat het een inductieve val is, terwijl de val over de condensator c2 loodrecht staat op i2. Op het balanspunt is e1 = e2 zoals getoond in de figuur, nu het resultaat van al deze spanningen e1, e2, e3, e4 geeft e.

Voordeel van Owen’s Bridge