Modern iletişim sistemi, karmaşık elektrik ve elektronik devreleri ve daha fazlasını içeren AC köprülerini kullanır. Kullanılan farklı AC köprü türleri elektronik devreler Maxwell'in köprüsü, Maxwell'in Wein köprüsü, Anderson köprüsü , Hay’ın köprüsü, Owen köprüsü, De Sauty köprüsü, Schering köprüsü ve Wien serisi köprüsü. Bobinin kalite faktörlerini ölçmek için farklı tiplerde AC köprüleri olmasına rağmen, bunlar küçük bir aralıkla sınırlıdır. Örneğin, Maxwell köprüsü 10'dan büyük kalite faktörünü ölçmek için sınırlıdır. Hay's bridge, 1 ila 10 arasındaki kalite faktörü aralığı için uygundur. Anderson köprüsü, birkaç mikro Henry’den aralıktaki endüktans değerlerini ölçmek için kullanılır. Bu nedenle, çok çeşitli indüktörleri ölçmek için uygun olması gereken bir köprü devresine ihtiyacımız var. Bu köprü devresine Owens köprüsü denir.
Owens Köprüsü Tanımı
Tanım: Owens köprü devresi, direnç ve kapasitans açısından çok çeşitli bilinmeyen endüktansı ölçmek için kullanılan AC köprüsü olarak tanımlanır. Genellikle karşılaştırma ilkesine göre çalışır. Bu, ölçülen bilinmeyen anlamına gelir indüktans değeri standart veya bilinen kondansatör ile karşılaştırılır. Bu tip köprü devresi standart bir kapasitör ve bir değişken direnç uyarma için.
Owens Köprü Devresi
Owens köprü devresi, kare şeklinde veya eşkenar dörtgen şeklinde bağlanmış dört kol içerir. Kolların bağlantı noktalarına bir AC voltaj sinyali ve bir sıfır detektörü bağlanmıştır. Owens köprüsünün devre şeması aşağıda gösterilmiştir.
Owens-köprü devresi
- Yukarıdaki devreden, ab, bc, cd ve da'nın bir köprü olarak bağlı dört kol olduğunu görebiliriz.
- 'Ab' kolu, 'R1' direncine sahip bilinmeyen kendi kendine endüktans 'L1' içerir
- Kol 'bc' saf direnç 'R3' içerir
- Diğer kol 'cd' sabit bir standart kapasitör 'C4' içerir
- Son kol 'da', değişken standart kapasitör 'C2' ile seri olarak değişken endüktif olmayan direnç 'R2' içerir.
- Denge durumunu bilmek için bir boş detektör bağlanmıştır. köprü devresi .
Değiştirilmiş Owen köprüsü, kollardan birine bağlanan dirence paralel olarak voltmetre içerir. Ölçmek için köprü devresine seri olarak bir ampermetre de bağlanır. DC akımı AC akımı bir voltmetre kullanılarak ölçülebilir. Owens köprüsünün Değiştirilmiş devresi aşağıda gösterilmiştir.
modifiye-owens-köprüsü
Owens Köprüsü Teorisi
Owens köprüsü teorisi, bilinmeyen endüktans 'L1', köprü devresinin 'cd' koluna bağlı bilinen kapasitör 'C4' ile karşılaştırılır. Denge koşulunda, endüktif olmayan direnç 'R2' ve değişken standart kapasitör 'C2' bağımsız olarak değiştirilebilir. Bu nedenle, köprü devresinden akım geçmez ve sıfır dedektörü tarafından hiçbir potansiyel kaydedilmez.
Owens köprü devresinden şunu gözlemleyebiliriz,
Bilinmeyen öz indüktans 'L1'
Saf direnç 'R3' (sabit endüktif olmayan direnç)
Sabit standart kapasitör 'C4'
Değişken standart kapasitör 'C2' ile seri olarak değişken endüktif olmayan direnç 'R2'.
Köprü devresinin denge durumunu bilmek için bir boş detektör bağlanır.
Temel bir AC köprü devresinin dengeli denklemini düşünün,
Z1Z4 = Z2Z3
Şimdi Owens köprü devresinin empedanslarını yukarıdaki denklemde değiştirin
Sonra
(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3
Şimdi gerçek ve hayali terimleri yukarıdaki denklemden ayırın
Biz alırız
L1 = R2R3C4
Bilinmeyen endüktans yukarıdaki denklemden ölçülebilir
R1 = R3 (C4 / C2)
Değişken bir standardın değeri kapasitör 'C2' ölçülür.
Owens Köprüsü'nün fazör diyagramı
Owens köprüsünün fazör diyagramı aşağıda gösterilmiştir.
fazör diyagramı
Yukarıdaki fazör diyagramından bunu gözlemleyebiliriz,
Yatay eksen, aynı fazda olan I1, E3 = I3R3 ve E4 = ωI2C4 akımını temsil eder. Ayrıca 'i1r1' in voltaj düşüşü de yatay ekseni temsil eder.
Voltaj düşüşü 'e1', endüktif voltaj düşüşü (ωL1L1) ve dirençli voltaj düşüşünün (I1R1) toplamını temsil eder.
Köprü devresinin denge durumunda, 'E1' ve 'E2' voltaj düşüşleri kollar arasında eşittir ve aynı eksende temsil edilir.
Benzer şekilde, voltaj düşüşü 'e3', dirençli voltaj düşüşü (I2R2) ve kapasitif voltaj düşüşünün (I2 / wC2) toplamıdır. Sabit kapasitör nedeniyle, akım i1 dikey (90 derece) voltaj düşüşü 'e4' olur. Akım 'I2' ve voltaj düşüşü I2R2 dikey ekseni temsil eder. Besleme voltajı 'E1' ve 'E3' ü temsil eder.
Avantajları
Owens köprüsünün avantajları, ölçülen bilinmeyen endüktansın frekanstan bağımsız olması ve herhangi bir frekans beslemesi gerektirmemesidir.
- Denge denklemi çok kolay ve basit bir şekilde elde edilebilir.
- Kapasitans açısından çok çeşitli endüktansı ölçmek için kullanılır.
- Aynı zamanda çok çeşitli kapasitans değerlerini ölçmek için kullanılır (son denge denkleminden elde ederiz).
Dezavantajları
Owen'ın köprüsünün dezavantajları şunlardır:
- Bu köprü devresinde kullanılan değişken bir standart kapasitör çok maliyetlidir. Böylece, Owen'ın köprü devresinin maliyeti de artar.
- Devrede kullanılan değişken standart kondansatörün doğruluğu çok düşüktür (yaklaşık% 1)
- Daha büyük bir değişken standart kapasitörün kullanılması, ölçülen bobinin kalite faktörünün aralığını artıracaktır. Bu, devrenin maliyetini daha da artırabilir.
SSS
1). Boş algılayıcı nedir?
AC köprü devresinin denge durumunu bulmaya yardımcı olur (verilen değer sıfır olduğunda). Ayrıca bilinmeyen değeri (endüktans / direnç / kapasitans / empedans) bilinen bir değerle (referans veya standart değer) karşılaştırır.
2). Bobinin kalite faktörü (q faktörü) ile neyi kastediyorsunuz?
Çalışma frekansında bobinin reaktansının direncine oranıdır.
Q = ωL / R = XL / R
3). AC köprülerinde oluşan hata türleri nelerdir?
Manyetik alan sızıntı hataları girdap akımı hataları, frekans hataları ve dalga şekli hataları.
4). Kapasitansı ölçmek için ne tür bir köprü kullanılır?
Wien köprüsü, kalibre edilmiş direnç ve frekans açısından kapasitansı ölçmek için kullanılır.
5). AC köprüler neden sıfır dedektörü yerine galvanometre kullanmıyor?
AC köprülerde bir galvanometre kullanılmaz çünkü sadece doğru akım (DC) akışını ölçer.
Dolayısıyla, bu tamamen Owen’ın tanımı, devresi, teorisi, avantajları ve dezavantajları ile ilgilidir. köprü . İşte size bir soru: 'Owen'ın köprüsünün uygulamaları nelerdir?'
