ओवेन्स ब्रिज क्या है?

ओवेन का ब्रिज: परिभाषा और सिद्धांत

ओवेन का ब्रिज एक विद्युतीय ब्रिज है जो इंडक्टेंस को मापने के लिए विशेष रूप से डिजाइन किया गया है, जिसमें इंडक्टेंस को क्षमता से संबद्ध किया जाता है। इसके मूल में, यह तुलना के सिद्धांत पर काम करता है, जहाँ अज्ञात इंडक्टर का मूल्य एक मानक कैपेसिटर के साथ तुलना करके तात्कालिक रूप से मूल्यांकन किया जाता है। इस विधिवत् दृष्टिकोण से दो घटकों के बीच विद्युत समतुल्यताओं की स्थापना के माध्यम से इंडक्टेंस मान का सटीक निर्धारण संभव होता है।

ओवेन के ब्रिज का कनेक्शन आरेख, साथ दिए गए चित्र में दिखाया गया है, जो इसके विभिन्न विद्युत तत्वों की विशिष्ट व्यवस्था को प्रदर्शित करता है। यह आरेख ब्रिज सर्किट की व्यवस्था को समझने का एक दृश्य गाइड के रूप में कार्य करता है, जो परीक्षण के लिए इंडक्टर, मानक कैपेसिटर और अन्य संबद्ध घटकों के बीच के अंतर्संबंधों पर ध्यान आकर्षित करता है। इस ध्यान से डिजाइन की गई सेटअप के माध्यम से, ओवेन का ब्रिज इंडक्टेंस की सटीक और विश्वसनीय माप को सुविधाजनक बनाता है, जिससे इंडक्टिव घटकों की प्रकृति का वर्णन करने के लिए विद्युत इंजीनियरिंग में यह एक आवश्यक उपकरण बन जाता है।

ओवेन का ब्रिज: सर्किट विन्यास और संतुलित स्थिति

ओवेन के ब्रिज में, सर्किट चार विशिष्ट भुजाओं से बना होता है जिन्हें ab, bc, cd, और da लेबल किया गया है। ab भुजा शुद्ध इंडक्टिव होती है, जिसमें मापने की आवश्यकता होने वाला अज्ञात इंडक्टर L1 स्थित होता है। bc भुजा, इसके विपरीत, शुद्ध प्रतिरोधी विशेषताएँ प्रदर्शित करती है। cd भुजा में एक निश्चित कैपेसिटर C4 होता है, जबकि ad भुजा में एक चर प्रतिरोध R2 और एक चर कैपेसिटर C2, दोनों सर्किट के अंदर श्रृंखला में जुड़े होते हैं।

ओवेन के ब्रिज का मौलिक संचालन L1 अज्ञात इंडक्टर को ab भुजा में और ज्ञात कैपेसिटर C4 को cd भुजा में तुलना करने का संबंधित है। ब्रिज में संतुलित स्थिति प्राप्त करने के लिए, प्रतिरोध R2 और कैपेसिटर C2 को स्वतंत्र रूप से समायोजित किया जाता है। जब ब्रिज इस संतुलित स्थिति में पहुँचता है, तो एक महत्वपूर्ण संकेत यह है कि बीच बिंदु b और c के बीच डिटेक्टर में कोई धारा नहीं बहती है। इस धारा की अनुपस्थिति इंगित करती है कि डिटेक्टर के बिंदु b और c एक ही विद्युत स्तर पर हैं, जिससे ठीक माप के लिए आवश्यक संतुलन स्थापित होता है।

ओवेन के ब्रिज का फेजर आरेख

ओवेन के ब्रिज का फेजर आरेख, नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, ब्रिज सर्किट के अंदर विद्युत मात्राओं और उनके फेज संबंधों का दृश्य निरूपण प्रदान करता है। यह सर्किट के विभिन्न बिंदुओं पर वोल्टेज और धाराओं के प्रतिक्रिया के तरीके के बारे में मूल्यवान जानकारी प्रदान करता है, विशेष रूप से संतुलित स्थिति के दौरान, जिससे ब्रिज के संचालन सिद्धांत और तहती विद्युत घटनाओं की गहरी समझ प्राप्त होती है।

ओवेन के ब्रिज का फेजर विश्लेषण और सिद्धांत

ओवेन के ब्रिज में, धारा I1, साथ ही वोल्टेज E3 = I3 R3 और E4=ω I2 C4, सभी एक ही फेज में होते हैं। इन मात्राओं को फेजर आरेख के क्षैतिज अक्ष पर दर्शाया गया है, जो उनके एक-दूसरे के साथ फेज में होने का संकेत देता है। इसी तरह, ab भुजा में I1 R1 वोल्टेज गिरावट भी क्षैतिज अक्ष पर दर्शाई गई है, जो अन्य क्षैतिज-ओरिएंटेड फेजरों के साथ उसके फेज संरेखण को दर्शाती है।

ab भुजा में कुल वोल्टेज गिरावट E1 दो घटकों को संयोजित करने का परिणाम होती है: इंडक्टिव वोल्टेज गिरावट ωL1 I1 और प्रतिरोधी वोल्टेज गिरावट I1 R1। जब ब्रिज संतुलित स्थिति प्राप्त करता है, तो ab और ad भुजाओं पर वोल्टेज E1 और E2 क्रमशः तीव्रता और फेज में समान होते हैं। इसलिए, वे फेजर आरेख में एक ही अक्ष पर दर्शाए जाते हैं, जो ब्रिज सर्किट की संतुलन स्थिति को जोर देता है।

ad भुजा में वोल्टेज गिरावट V2 दो भागों से बनी होती है: प्रतिरोधी वोल्टेज गिरावट I2 R2 और कैपेसिटिव वोल्टेज गिरावट I2 ω C2। cd भुजा में निश्चित कैपेसिटर C4 की उपस्थिति के कारण, ad भुजा में प्रवाहित होने वाली धारा I2 cd भुजा पर V4 वोल्टेज गिरावट से 90 डिग्री आगे होती है। यह फेज अंतर कैपेसिटिव-इंडक्टिव प्रतिक्रिया के भीतर ब्रिज सर्किट का एक महत्वपूर्ण विशेषता है।

धारा I2 और वोल्टेज I2 R2 फेजर आरेख के ऊर्ध्वाधर अक्ष पर दर्शाए गए हैं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। ब्रिज का आपूर्तिक वोल्टेज V1 और V3 वोल्टेजों के फेजर योग से प्राप्त किया जाता है, जो सर्किट के विभिन्न भागों से विद्युत योगदान को संयोजित करता है।

ओवेन के ब्रिज का सिद्धांत

मान लीजिए:

• L1 एक अज्ञात स्व-इंडक्टेंस दर्शाता है, जिसके साथ एक संबद्ध प्रतिरोध R1 होता है

• R2 चर गैर-इंडक्टिव प्रतिरोध दर्शाता है

• R3 एक निश्चित गैर-इंडक्टिव प्रतिरोध है

• C2 चर मानक कैपेसिटर दर्शाता है

• C4 निश्चित मानक कैपेसिटर दर्शाता है

ओवेन के ब्रिज की संतुलित स्थिति में,

I2 C4, सभी एक ही फेज में होते हैं। इन मात्राओं को फेजर आरेख के क्षैतिज अक्ष पर दर्शाया गया है, जो उनके एक-दूसरे के साथ फेज में होने का संकेत देता है। इसी तरह, ab भुजा में I1 R1 वोल्टेज गिरावट भी क्षैतिज अक्ष पर दर्शाई गई है, जो अन्य क्षैतिज-ओरिएंटेड फेजरों के साथ उसके फेज संरेखण को दर्शाती है।

ab भुजा में कुल वोल्टेज गिरावट E1 दो घटकों को संयोजित करने का परिणाम होती है: इंडक्टिव वोल्टेज गिरावट ωL1 I1 और प्रतिरोधी वोल्टेज गिरावट I1 R1। जब ब्रिज संतुलित स्थिति प्राप्त करता है, तो ab और ad भुजाओं पर वोल्टेज E1 और E2 क्रमशः तीव्रता और फेज में समान होते हैं। इसलिए, वे फेजर आरेख में एक ही अक्ष पर दर्शाए जाते हैं, जो ब्रिज सर्किट की संतुलन स्थिति को जोर देता है।

ad भुजा में वोल्टेज गिरावट V2 दो भागों से बनी होती है: प्रतिरोधी वोल्टेज गिरावट I2 R2 और कैपेसिटिव वोल्टेज गिरावट I2 ω C2। cd भुजा में निश्चित कैपेसिटर C4 की उपस्थिति के कारण, ad भुजा में प्रवाहित होने वाली धारा I2 cd भुजा पर V4 वोल्टेज गिरावट से 90 डिग्री आगे होती है। यह फेज अंतर कैपेसिटिव-इंडक्टिव प्रतिक्रिया के भीतर ब्रिज सर्किट का एक महत्वपूर्ण विशेषता है।

धारा I2 और वोल्टेज