Das moderne Kommunikationssystem verwendet Wechselstrombrücken mit komplexen elektrischen und elektronischen Schaltkreisen und vielem mehr. Die verschiedenen Arten von Wechselstrombrücken in elektronische Schaltkreise sind Maxwells Brücke, Maxwells Weinbrücke, Anderson-Brücke , Hay's Brücke, Owen Brücke, De Sauty Brücke, Schering Brücke und Wien Serie Brücke. Obwohl es verschiedene Arten von Wechselstrombrücken zur Messung der Qualitätsfaktoren der Spule gibt, sind sie auf einen kleinen Bereich beschränkt. Zum Beispiel, Maxwells Brücke ist auf die Messung des Qualitätsfaktors größer als 10 beschränkt. Die Hay-Brücke ist für den Qualitätsfaktorbereich von 1 bis 10 geeignet. Die Anderson-Brücke wird zur Messung von Induktivitätswerten verwendet, die von einigen Mikro-Henry-Brücken reichen. Daher benötigen wir eine Brückenschaltung, die zur Messung einer Vielzahl von Induktivitäten geeignet sein sollte. Diese Brückenschaltung heißt Owens-Brücke.
Owens Bridge Definition
Definition: Owens-Brückenschaltung ist definiert als die Wechselstrombrücke, mit der ein großer Bereich unbekannter Induktivität in Bezug auf Widerstand und Kapazität gemessen wird. Es funktioniert normalerweise nach dem Prinzip des Vergleichs. Das heißt das gemessene Unbekannte Induktivität Der Wert wird mit dem Standard- oder bekannten Kondensator verglichen. Diese Art von Brückenschaltung verwendet einen Standardkondensator und a variabler Widerstand zur Erregung.
Owens Bridge Circuit
Die Owens-Brückenschaltung enthält vier Arme, die quadratisch oder rhombusförmig verbunden sind. Ein Wechselspannungssignal und ein Nulldetektor sind über die Verbindungsstellen der Arme angeschlossen. Das Schaltbild der Owens-Brücke ist unten dargestellt.
Owens-Bridge-Schaltung
- Aus der obigen Schaltung können wir beobachten, dass ab, bc, cd und da die vier Arme sind, die als Brücke verbunden sind.
- Der Arm 'ab' enthält eine unbekannte Selbstinduktivität 'L1' mit dem Widerstand 'R1'.
- Der Arm 'bc' enthält den reinen Widerstand 'R3'.
- Der andere Arm 'cd' enthält einen festen Standardkondensator 'C4'
- Der letzte Arm 'da' enthält einen variablen nichtinduktiven Widerstand 'R2' in Reihe mit einem variablen Standardkondensator 'C2'.
- Ein Nulldetektor ist angeschlossen, um den Gleichgewichtszustand des zu kennen Brückenschaltung .
Die modifizierte Owen-Brücke enthält ein Voltmeter parallel zum Widerstand, der an einen der Arme angeschlossen ist. Ein Amperemeter ist ebenfalls in Reihe mit der Brückenschaltung geschaltet, um zu messen Gleichstrom Der Wechselstrom kann mit einem Voltmeter gemessen werden. Die modifizierte Schaltung der Owens-Brücke ist unten gezeigt.
Modified-Owens-Brücke
Theorie der Owens Bridge
Die Theorie der Owens-Brücke ist nichts anderes als die unbekannte Induktivität 'L1' wird mit dem bekannten Kondensator 'C4' verglichen, der mit dem Arm 'cd' der Brückenschaltung verbunden ist. Im Ausgleichszustand können der nichtinduktive Widerstand „R2“ und der variable Standardkondensator „C2“ unabhängig voneinander variiert werden. Daher fließt kein Strom durch die Brückenschaltung und es wird kein Potential vom Nulldetektor aufgezeichnet.
Von Owens Bridge Circuit können wir das beobachten,
Unbekannte Selbstinduktivität „L1“
Reiner Widerstand „R3“ (fester nichtinduktiver Widerstand)
Fester Standardkondensator „C4“
Variabler nichtinduktiver Widerstand „R2“ in Reihe mit einem variablen Standardkondensator „C2“.
Ein Nulldetektor ist angeschlossen, um den Ausgleichszustand der Brückenschaltung zu kennen.
Betrachten Sie die symmetrische Gleichung einer grundlegenden Wechselstrombrückenschaltung.
Z1Z4 = Z2Z3
Ersetzen Sie nun die Impedanzen der Owens-Brückenschaltung in der obigen Gleichung
Dann
(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3
Trennen Sie nun die realen und imaginären Terme von der obigen Gleichung
Wir bekommen,
L1 = R2R3C4
Die unbekannte Induktivität kann aus der obigen Gleichung gemessen werden
R1 = R3 (C4 / C2)
Der Wert eines variablen Standards Kondensator 'C2' wird gemessen.
Zeigerdiagramm der Owens Bridge
Das Zeigerdiagramm der Owens-Brücke ist unten gezeigt.
Zeigerdiagramm
Aus dem obigen Zeigerdiagramm können wir Folgendes beobachten:
Die horizontale Achse repräsentiert den Strom I1, E3 = I3R3 und E4 = ωI2C4, die sich in derselben Phase befinden. Und auch der Spannungsabfall von „i1r1“ repräsentiert die horizontale Achse.
Der Spannungsabfall „e1“ repräsentiert die Summe aus induktivem Spannungsabfall (ωL1L1) und Widerstandsspannungsabfall (I1R1).
Im Ausgleichszustand der Brückenschaltung sind die Spannungsabfälle 'E1' und 'E2' über die Arme gleich und auf derselben Achse dargestellt.
In ähnlicher Weise ist der Spannungsabfall 'e3' die Summe aus dem Widerstandsspannungsabfall (I2R2) und dem kapazitiven Spannungsabfall (I2 / wC2). Aufgrund des festen Kondensators wird der Strom i1 zu einem senkrechten (90 Grad) Spannungsabfall 'e4'. Der Strom „I2“ und der Spannungsabfall I2R2 repräsentieren die vertikale Achse. Die Versorgungsspannung steht für 'E1' und 'E3'.
Vorteile
Die Vorteile der Owens-Brücke sind, dass die gemessene unbekannte Induktivität frequenzunabhängig ist und keine Frequenzversorgung erfordert.
- Die Bilanzgleichung kann sehr leicht und einfach erhalten werden.
- Es wird verwendet, um einen weiten Bereich der Induktivität in Bezug auf die Kapazität zu messen.
- Es wird auch verwendet, um einen weiten Bereich von Kapazitätswerten zu messen (wir erhalten aus der endgültigen Bilanzgleichung).
Nachteile
Die Nachteile von Owens Brücke sind:
- Ein variabler Standardkondensator, der in dieser Brückenschaltung verwendet wird, ist sehr kostspielig. Somit steigen auch die Kosten für Owens Brückenschaltung.
- Die Genauigkeit des in der Schaltung verwendeten variablen Standardkondensators ist sehr gering (fast 1%).
- Die Verwendung eines größeren variablen Standardkondensators würde den Bereich eines Qualitätsfaktors der gemessenen Spule vergrößern. Dies kann die Kosten der Schaltung weiter erhöhen.
FAQs
1). Was ist ein Nulldetektor?
Es hilft, den Ausgleichszustand der Wechselstrombrückenschaltung zu finden (wenn der angegebene Wert Null ist). Außerdem wird der unbekannte Wert (Induktivität / Widerstand / Kapazität / Impedanz) mit einem bekannten Wert (Referenz- oder Standardwert) verglichen.
2). Was meinen Sie mit dem Qualitätsfaktor (q-Faktor) der Spule?
Dies ist das Verhältnis der Reaktanz der Spule zu ihrem Widerstand bei der Betriebsfrequenz.
Q = ωL / R = XL / R.
3). Welche Arten von Fehlern sind bei Wechselstrombrücken aufgetreten?
Magnetfeldleckfehler Wirbelstromfehler, Frequenzfehler und Wellenformfehler.
4). Mit welcher Art von Brücke wird die Kapazität gemessen?
Die Wien-Brücke wird verwendet, um die Kapazität in Bezug auf kalibrierten Widerstand und Frequenz zu messen.
5). Warum verwenden Wechselstrombrücken kein Galvanometer anstelle des Nulldetektors?
Ein Galvanometer wird in Wechselstrombrücken nicht verwendet, da es nur den Gleichstromfluss misst.
Hier geht es also um die Definition, Schaltung, Theorie, Vor- und Nachteile von Owens Brücke . Hier ist eine Frage an Sie: 'Was sind die Anwendungen von Owens Brücke?'
