Ponte di Campbell

Ponte di Campbell: Definizione e Funzione
Definizione
Il ponte di Campbell è un ponte elettrico specializzato progettato per misurare l'induttanza mutua sconosciuta. L'induttanza mutua si riferisce al fenomeno fisico in cui una variazione della corrente che scorre in un avvolgimento induce una forza elettromotrice (fem) e, conseguentemente, una corrente in un avvolgimento vicino. Questo ponte non solo è utile per determinare i valori di induttanza mutua, ma può anche essere utilizzato per misurare la frequenza. Lo fa regolando l'induttanza mutua fino a raggiungere un punto nullo nel circuito del ponte.
Nell'ingegneria elettrica, la misurazione accurata dell'induttanza mutua è cruciale per comprendere l'interazione tra diversi avvolgimenti nei circuiti, come nei trasformatori, nei sistemi di accoppiamento induttivo e in varie macchine elettriche. Il ponte di Campbell fornisce un metodo preciso e affidabile per queste misurazioni. Quando viene utilizzato per la misurazione della frequenza, il principio di rilevazione del punto nullo consente agli ingegneri di stabilire una relazione tra l'impostazione dell'induttanza mutua e la frequenza del segnale elettrico in prova.
La figura seguente illustra il concetto di induttanza mutua, che forma la base del funzionamento del ponte di Campbell.

Siano:

• M1 la rappresentazione dell'induttanza mutua sconosciuta

• L1 la designazione dell'induttanza propria del secondario dell'induttanza mutua M1

• M2 la variabile standard di induttanza mutua

• L2 l'induttanza propria del secondario dell'induttanza mutua M2

• R1, R2, R3, R4 le resistenze non induttive

Per raggiungere la posizione bilanciata del ponte di Campbell è necessaria una procedura in due fasi:

Fase 1: Configurazione Iniziale e Prima Condizione di Bilanciamento

Il rivelatore è inizialmente connesso tra i punti ‘b’ e ‘d’. In questa configurazione, il circuito funziona analogamente a un semplice induttore proprio

• Primo Passo di Bilanciamento Per portare il ponte a una condizione bilanciata nella prima fase, vengono regolate le resistenze R3 o R4, insieme a R1 e R2. Questo processo di regolazione affina i parametri elettrici del circuito, assicurando che le differenze di potenziale elettrico tra le parti rilevanti del ponte siano egualizzate, simile all'aggiustamento dei pesi su una bilancia per ottenere l'equilibrio.

• Secondo Passo di Bilanciamento Nella fase successiva, il rivelatore viene riconnesso tra i punti b' e d'. Basandosi sulle regolazioni effettuate nel primo passo, l'induttanza mutua standard variabile M2 viene quindi variata sistematicamente. Attraverso questo processo di variazione di M2 mantenendo le precedenti regolazioni delle resistenze, la configurazione elettrica complessiva del ponte viene ulteriormente ottimizzata. Alla fine, si raggiunge un punto di equilibrio, indicando che il ponte ha raggiunto uno stato di equilibrio in cui i segnali elettrici nel circuito sono in armonia, e possono essere effettuate misurazioni accurate dell'induttanza mutua sconosciuta M1.