El sistema de comunicación moderno utiliza puentes de CA con circuitos eléctricos y electrónicos complejos y muchos más. Los diferentes tipos de puentes de CA utilizados en circuitos electrónicos son el puente de Maxwell, el puente Wein de Maxwell, Puente Anderson , El puente de Hay, el puente Owen, el puente De Sauty, el puente Schering y el puente de la serie Wien. Aunque existen diferentes tipos de puentes de CA para medir los factores de calidad de la bobina, están limitados a un rango pequeño. Por ejemplo, Puente de Maxwell se limita a medir el factor de calidad superior a 10. El puente de Hay es adecuado para el rango de factores de calidad de 1 a 10. El puente de Anderson se utiliza para medir rangos de valores de inductancia desde unos pocos micro Henry. Por lo tanto, necesitamos un circuito puente, que debería ser adecuado para medir una amplia gama de inductores. Ese circuito de puente se llama puente de Owens.
Definición del puente de Owens
Definición: El circuito de puente de Owens se define como el puente de CA que se utiliza para medir un amplio rango de inductancia desconocida en términos de resistencia y capacitancia. Suele funcionar según el principio de comparación. Eso significa lo desconocido medido inductancia El valor se compara con el condensador estándar o conocido. Este tipo de circuito puente utiliza un condensador estándar y un resistencia variable para la excitación.
Circuito del puente de Owens
El circuito del puente de Owens contiene cuatro brazos conectados en un cuadrado o en forma de rombo. Una señal de voltaje CA y un detector nulo están conectados a través de las uniones de los brazos. El diagrama de circuito del puente de Owens se muestra a continuación.
circuito-puente-de-owens
- Desde el circuito anterior, podemos observar que ab, bc, cd y da son los cuatro brazos conectados como un puente.
- El brazo 'ab' contiene una autoinducción desconocida 'L1' con resistencia 'R1'
- El brazo 'bc' contiene una resistencia pura 'R3'
- El otro brazo 'cd' contiene un condensador estándar fijo 'C4'
- Los últimos brazos 'da' contienen una resistencia variable no inductiva 'R2' en serie con un condensador estándar variable 'C2'.
- Se conecta un detector nulo para conocer el estado de equilibrio del circuito puente .
El puente de Owen modificado contiene un voltímetro en paralelo con una resistencia conectada a uno de los brazos. También se conecta un amperímetro en serie al circuito puente para medir Corriente continua mientras que la corriente alterna se puede medir con un voltímetro. El circuito modificado del puente de Owens se muestra a continuación.
puente-de-owens modificado
Teoría del puente de Owens
La teoría del puente de Owens es nada más que la inductancia desconocida 'L1' se compara con el condensador conocido 'C4' conectado al brazo 'cd' del circuito del puente. En la condición de equilibrio, la resistencia no inductiva 'R2' y el condensador estándar variable 'C2' se pueden variar de forma independiente. Por lo tanto, no fluye corriente a través del circuito puente y el detector nulo no registrará ningún potencial.
Desde el circuito del puente de Owens podemos observar que,
Autoinductancia desconocida 'L1'
Resistencia pura 'R3' (resistencia fija no inductiva)
Condensador estándar fijo 'C4'
Resistencia variable no inductiva 'R2' en serie con un condensador estándar variable 'C2'.
Se conecta un detector nulo para conocer la condición de equilibrio del circuito puente.
Considere la ecuación balanceada de un circuito puente de CA básico,
Z1Z4 = Z2Z3
Ahora sustituya las impedancias del circuito puente de Owens en la ecuación anterior
Entonces
(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3
Ahora separe los términos real e imaginario de la ecuación anterior
Obtenemos,
L1 = R2R3C4
La inductancia desconocida se puede medir a partir de la ecuación anterior.
R1 = R3 (C4 / C2)
El valor de un estándar variable condensador Se mide 'C2'.
Diagrama fasorial del puente de Owens
El diagrama fasorial del puente de Owens se muestra a continuación.
diagrama fasorial
En el diagrama fasorial anterior, podemos observar que,
El eje horizontal representa las corrientes I1, E3 = I3R3 y E4 = ωI2C4 que están en la misma fase. Y también la caída de voltaje de 'i1r1' también representa el eje horizontal.
La caída de tensión 'e1' representa la suma de la caída de tensión inductiva (ωL1L1) y la caída de tensión resistiva (I1R1)
En la condición de equilibrio del circuito puente, las caídas de voltaje 'E1' y 'E2' son iguales en los brazos y están representadas en el mismo eje.
De manera similar, la caída de voltaje 'e3' es la suma de la caída de voltaje resistiva (I2R2) y la caída de voltaje capacitiva (I2 / wC2). Debido al condensador fijo, la corriente i1 se vuelve perpendicular (90 grados) caída de voltaje 'e4'. La corriente 'I2' y la caída de tensión I2R2 representan el eje vertical. La tensión de alimentación representa 'E1' y 'E3'.
Ventajas
Las ventajas del puente de Owens son que la inductancia desconocida medida es independiente de la frecuencia y no requiere ningún suministro de frecuencia.
- La ecuación de equilibrio se puede obtener de forma muy sencilla y sencilla.
- Se utiliza para medir una amplia gama de inductancia en términos de capacitancia.
- También se utiliza para medir una amplia gama de valores de capacitancia (que obtenemos de la ecuación de balance final).
Desventajas
Las desventajas del puente de Owen incluye son
- Un condensador estándar variable utilizado en este circuito puente es muy costoso. Entonces, el costo del circuito puente de Owen también aumenta.
- La precisión del condensador estándar variable utilizado en el circuito es muy baja (casi el 1%)
- El uso de un condensador estándar variable más grande aumentaría el rango de un factor de calidad de la bobina medida. Esto puede aumentar aún más el costo del circuito.
Preguntas frecuentes
1). ¿Qué es un detector nulo?
Ayuda a encontrar la condición de equilibrio del circuito de puente de CA (cuando el valor dado es cero). Y también compara el valor desconocido (inductancia / resistencia / capacitancia / impedancia) con un valor conocido (valor de referencia o estándar).
2). ¿Qué quiere decir con el factor de calidad (factor q) de la bobina?
Es la relación entre la reactancia de la bobina y su resistencia a la frecuencia de funcionamiento.
Q = ωL / R = XL / R
3). ¿Cuáles son los tipos de errores que ocurrieron en los puentes de CA?
Errores de fuga de campo magnético Errores de corrientes parásitas, errores de frecuencia y errores de forma de onda.
4). ¿Qué tipo de puente se utiliza para medir la capacitancia?
El puente de Viena se utiliza para medir la capacitancia en términos de resistencia y frecuencia calibradas.
5). ¿Por qué los puentes de CA no utilizan un galvanómetro en lugar del detector nulo?
Un galvanómetro no se utiliza en puentes de CA porque mide el flujo de corriente continua (CC) únicamente.
Por lo tanto, se trata de la definición, el circuito, la teoría, las ventajas y las desventajas de Owen puente . Aquí tienes una pregunta: '¿Cuáles son las aplicaciones del puente de Owen?'
