Det moderne kommunikasjonssystemet bruker AC-broer med komplekse elektriske og elektroniske kretser og mange flere. De forskjellige typene AC-broer som brukes i elektroniske kretser er Maxwells bro, Maxwells Wein-bro, Anderson bridge , Hay’s bridge, Owen bridge, De Sauty bridge, Schering bridge og Wien series bridge. Selv om det finnes forskjellige typer vekselstrømbroer for å måle kvalitetsfaktorer for spolen, er de begrenset til et lite område. For eksempel, Maxwells bro er begrenset til å måle kvalitetsfaktoren større enn 10. Hay’s bridge er egnet for kvalitetsfaktorområdet 1 til 10. Anderson bridge brukes til å måle induktansverdier fra noen få mikro Henrys. Derfor trenger vi en brokrets som skal være egnet til å måle et bredt spekter av induktorer. Den brokretsen heter Owens bridge.
Owens Bridge Definisjon
Definisjon: Owens brokrets er definert som AC-broen som brukes til å måle et bredt spekter av ukjent induktans når det gjelder motstand og kapasitans. Det fungerer vanligvis på sammenligningsprinsippet. Det betyr det målte ukjente induktans verdien sammenlignes med standard eller kjent kondensator. Denne typen brokrets bruker en standard kondensator og en variabel motstand for eksitasjon.
Owens Bridge Circuit
Owens brokrets inneholder fire armer koblet i firkant eller i romform. Et vekselspenningssignal og en nulldetektor er koblet over kryssene til armene. Kretsskjemaet til Owens-broen er vist nedenfor.
owens-bro-krets
- Fra kretsen ovenfor kan vi observere at ab, bc, cd og da er de fire armene som er koblet sammen som en bro.
- Arm 'ab' inneholder ukjent selvinduktans 'L1' med motstand 'R1'
- Arm 'bc' inneholder ren motstand 'R3'
- Den andre armen ‘cd’ inneholder en fast standard kondensator ‘C4’
- De siste armene ‘da’ inneholder variabel ikke-induktiv motstand ‘R2’ i serie med en variabel standard kondensator ‘C2’.
- En nulldetektor er koblet til for å kjenne balansen brokrets .
Den modifiserte Owens bro inneholder voltmeter parallelt med motstand koblet til en av armene. Et amperemeter er også koblet i serie til brokretsen for å måle DC-strøm mens vekselstrømmen kan måles ved hjelp av et voltmeter. Den modifiserte kretsen til Owens bridge er vist nedenfor.
modifisert-owens-bro
Teorien om Owens Bridge
Teorien om Owens bridge er ikke annet enn, den ukjente induktansen ‘L1’ sammenlignes med den kjente kondensatoren ‘C4’ som er koblet til armen ‘cd’ i brokretsen. I balanseforhold kan den ikke-induktive motstanden ‘R2’ og den variable standardkondensatoren ‘C2’ varieres uavhengig. Derfor strømmer ingen strøm gjennom brokretsen, og ingen potensial vil bli registrert av nulldetektoren.
Fra Owens brokrets kan vi observere at,
Ukjent selvinduktans ‘L1’
Ren motstand ‘R3’ (fast ikke-induktiv motstand)
Fast standard kondensator ‘C4’
Variabel ikke-induktiv motstand ‘R2’ i serie med en variabel standard kondensator ‘C2’.
En nulldetektor er koblet til for å kjenne til balansekretsen til brokretsen.
Tenk på den balanserte ligningen til en grunnleggende AC-brokrets,
Z1Z4 = Z2Z3
Erstatt nå impedansene til Owens brokrets i ligningen ovenfor
Deretter
(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3
Skill nå de reelle og imaginære begrepene fra ovenstående ligning
Vi får,
L1 = R2R3C4
Den ukjente induktansen kan måles fra ligningen ovenfor
R1 = R3 (C4 / C2)
Verdien av en variabel standard kondensator ‘C2’ måles.
Fasordiagram over Owens Bridge
Fasordiagrammet til Owens bridge er vist nedenfor.
fasediagram
Fra fasordiagrammet ovenfor kan vi observere at,
Den horisontale aksen representerer gjeldende I1, E3 = I3R3 og E4 = ωI2C4 som er i samme fase. Og også spenningsfallet til ‘i1r1’ representerer også den horisontale aksen.
Spenningsfallet ‘e1 representerer summen av induktivt spenningsfall (ωL1L1) og resistivt spenningsfall (I1R1)
Ved balansekondisjonen til brokretsen er spenningsfallene 'E1' og 'E2' like over armene og representert på samme akse.
Tilsvarende er spenningsfallet 'e3' summen av resistivt spenningsfall (I2R2) og kapasitivt spenningsfall (I2 / wC2). På grunn av den faste kondensatoren blir strømmen i1 vinkelrett (90 grader) spenningsfall ‘e4’. Strømmen ‘I2’ og spenningsfallet I2R2 representerer den vertikale aksen. Forsyningsspenningen representerer 'E1' og 'E3'.
Fordeler
Fordelene med Owens bridge er at den ukjente induktansen som måles er uavhengig av frekvens og ikke krever noen frekvensforsyning.
- Balanseligningen kan oppnås veldig enkelt og enkelt.
- Den brukes til å måle et bredt spekter av induktans når det gjelder kapasitans.
- Den brukes også til å måle et bredt spekter av kapasitansverdier (vi får fra den endelige balanse ligningen).
Ulemper
Ulempene med Owens bro inkluderer er
- En variabel standard kondensator som brukes i denne brokretsen er veldig kostbar. Så kostnadene for Owens brokrets øker også.
- Nøyaktigheten til den variable standard kondensatoren som brukes i kretsen er veldig lav (nesten 1%)
- Bruken av en større variabel standard kondensator vil øke rekkevidden til en målt faktor for spolen. Dette kan øke kostnadene for kretsen ytterligere.
Vanlige spørsmål
1). Hva er en nulldetektor?
Det hjelper med å finne balansetilstanden til AC-brokretsen (når den gitte verdien er null). Og det sammenligner også den ukjente verdien (induktans / motstand / kapasitans / impedans) med en kjent verdi (referanse eller standardverdi).
2). Hva mener du med spolens kvalitetsfaktor (q-faktor)?
Det er forholdet mellom spolens reaktans og dens motstand ved driftsfrekvensen.
Q = ωL / R = XL / R
3). Hva er typene feil som oppstod i AC-broer?
Magnetfeltlekkasjefeil virvelstrømsfeil, frekvensfeil og bølgeformfeil.
4). Hvilken type bro brukes til å måle kapasitans?
Wien bridge brukes til å måle kapasitans når det gjelder kalibrert motstand og frekvens.
5). Hvorfor bruker ikke AC-broer galvanometer i stedet for nulldetektoren?
Et galvanometer brukes ikke i vekselstrømbroer fordi det bare måler strømmen av likestrøm (DC).
Dermed handler dette om definisjonen, kretsen, teorien, fordelene og ulempene ved Owen’s bro . Her er et spørsmål til deg: 'Hva er applikasjonene til Owens bro?'
