Ponte Campbell

Ponte de Campbell: Definição e Função
Definição
A ponte de Campbell é uma ponte elétrica especializada projetada para medir indutância mútua desconhecida. A indutância mútua refere-se ao fenômeno físico em que uma mudança na corrente fluindo por um enrolamento induz uma força eletromotriz (fem) e, consequentemente, uma corrente em um enrolamento vizinho. Esta ponte não só é útil para determinar valores de indutância mútua, mas também pode ser empregada para medir frequência. Ela faz isso ajustando a indutância mútua até que um ponto nulo seja alcançado no circuito da ponte.
Em engenharia elétrica, medir com precisão a indutância mútua é crucial para compreender a interação entre diferentes enrolamentos em circuitos, como em transformadores, sistemas de acoplamento indutivo e várias máquinas elétricas. A ponte de Campbell fornece um método preciso e confiável para essas medições. Quando usada para medir frequência, o princípio de detecção do ponto nulo permite aos engenheiros estabelecer uma relação entre a configuração da indutância mútua e a frequência do sinal elétrico sob teste.
A figura a seguir ilustra o conceito de indutância mútua, que forma a base para o funcionamento da ponte de Campbell.

Seja:

• M1 representando a indutância mútua desconhecida

• L1 denotando a indutância própria do secundário da indutância mútua M1

• M2 significando a indutância mútua padrão variável

• L2 sendo a indutância própria do secundário da indutância mútua M2

• R1, R2, R3, R4 representando resistências não indutivas

Alcançar a posição equilibrada da ponte de Campbell requer um procedimento em duas etapas:

Etapa 1: Configuração Inicial e Primeira Condição de Equilíbrio

O detector é inicialmente conectado entre os pontos ‘b’ e ‘d’. Nesta configuração, o circuito funciona de maneira análoga a uma simples indutância própria como

• Primeira Etapa de Equilíbrio Para trazer a ponte a uma condição equilibrada na primeira etapa, os resistores R3 ou R4, juntamente com R1 e R2, são ajustados. Este processo de ajuste afinará os parâmetros elétricos do circuito, garantindo que as diferenças de potencial elétrico nas partes relevantes da ponte sejam equalizadas, muito como ajustar pesos em uma balança para atingir o equilíbrio.

• Segunda Etapa de Equilíbrio Na próxima fase, o detector é reconectado entre os pontos b' e d'. Com base nos ajustes feitos na primeira etapa, a indutância mútua padrão variável M2 é então sistematicamente variada. Através deste processo de variação de M2 mantendo os ajustes de resistores previamente definidos, a configuração elétrica geral da ponte é ainda mais otimizada. Eventualmente, um ponto de equilíbrio é alcançado, indicando que a ponte atingiu um estado de equilíbrio onde os sinais elétricos no circuito estão em harmonia, e medidas precisas da indutância mútua desconhecida M1 podem ser feitas.