Le système de communication moderne utilise des ponts CA avec des circuits électriques et électroniques complexes et bien d'autres. Les différents types de ponts AC utilisés dans circuits électroniques sont le pont de Maxwell, le pont Wein de Maxwell, Pont Anderson , Le pont de Hay, le pont d'Owen, le pont De Sauty, le pont de Schering et le pont de la série Wien. Bien qu'il existe différents types de ponts CA pour mesurer les facteurs de qualité de la bobine, ils sont limités à une petite plage. Par exemple, Pont de Maxwell est limité pour mesurer le facteur de qualité supérieur à 10. Le pont de Hay est adapté pour la gamme de facteurs de qualité de 1 à 10. Le pont d'Anderson est utilisé pour mesurer des valeurs d'inductance allant de quelques micro Henry. Par conséquent, nous avons besoin d'un circuit en pont, qui devrait être adapté pour mesurer une large gamme d'inducteurs. Ce circuit de pont s'appelle le pont d'Owens.
Définition du pont d'Owens
Définition: Le circuit de pont d'Owens est défini comme étant le pont AC utilisé pour mesurer une large gamme d'inductance inconnue en termes de résistance et de capacité. Cela fonctionne généralement sur le principe de la comparaison. Cela signifie l'inconnu mesuré inductance la valeur est comparée au condensateur standard ou connu. Ce type de circuit en pont utilise un condensateur standard et un Resistance variable pour l'excitation.
Circuit du pont d'Owens
Le circuit de pont d'Owens contient quatre bras connectés en carré ou en forme de losange. Un signal de tension alternative et un détecteur nul sont connectés aux jonctions des bras. Le schéma de circuit du pont Owens est illustré ci-dessous.
owens-bridge-circuit
- A partir du circuit ci-dessus, nous pouvons observer que ab, bc, cd et da sont les quatre bras connectés en pont.
- Le bras «ab» contient une auto-inductance inconnue «L1» avec une résistance «R1»
- Le bras «bc» contient une résistance pure «R3»
- L’autre bras «cd» contient un condensateur standard fixe «C4»
- Le dernier bras «da» contient une résistance non inductive variable «R2» en série avec un condensateur standard variable «C2».
- Un détecteur nul est connecté pour connaître l'état d'équilibre du circuit en pont .
Le pont d'Owen modifié contient un voltmètre en parallèle avec une résistance connectée à l'un des bras. Un ampèremètre est également connecté en série au circuit en pont pour mesurer courant DC tandis que le courant alternatif peut être mesuré à l'aide d'un voltmètre. Le circuit modifié du pont Owens est illustré ci-dessous.
pont d'Owens modifié
Théorie d'Owens Bridge
La théorie du pont d'Owens n'est rien d'autre que, l'inductance inconnue «L1» est comparée au condensateur connu «C4» connecté au bras «cd» du circuit en pont. Dans l’état d’équilibre, la résistance non inductive «R2» et le condensateur standard variable «C2» peuvent être modifiés indépendamment. Par conséquent, aucun courant ne traverse le circuit en pont et aucun potentiel ne sera enregistré par le détecteur nul.
Depuis le circuit du pont d'Owens, nous pouvons observer que,
Inductance de soi inconnue «L1»
Résistance pure «R3» (résistance fixe non inductive)
Condensateur standard fixe «C4»
Résistance non inductive variable «R2» en série avec un condensateur standard variable «C2».
Un détecteur nul est connecté pour connaître l'état d'équilibre du circuit en pont.
Considérez l'équation équilibrée d'un circuit de pont AC de base,
Z1Z4 = Z2Z3
Maintenant, remplacez les impédances du circuit en pont d'Owens dans l'équation ci-dessus
ensuite
(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3
Maintenant séparez les termes réels et imaginaires de l'équation ci-dessus
On a,
L1 = R2R3C4
L'inductance inconnue peut être mesurée à partir de l'équation ci-dessus
R1 = R3 (C4 / C2)
La valeur d'un standard variable condensateur «C2» est mesuré.
Diagramme de phase d'Owens Bridge
Le diagramme de phaseur du pont d'Owens est illustré ci-dessous.
diagramme de phaseur
À partir du diagramme de phaseur ci-dessus, nous pouvons observer que,
L'axe horizontal représente les courants I1, E3 = I3R3 et E4 = ωI2C4 qui sont dans la même phase. Et la chute de tension de «i1r1» représente également l’axe horizontal.
La chute de tension «e1» représente la somme de la chute de tension inductive (ωL1L1) et de la chute de tension résistive (I1R1)
À l’état d’équilibre du circuit en pont, les chutes de tension «E1» et «E2» sont égales entre les bras et représentées sur le même axe.
De même, la chute de tension «e3» est la somme de la chute de tension résistive (I2R2) et de la chute de tension capacitive (I2 / wC2). En raison du condensateur fixe, le courant i1 devient une chute de tension perpendiculaire (90 degrés) «e4». Le courant «I2» et la chute de tension I2R2 représentent l’axe vertical. La tension d'alimentation représente «E1» et «E3».
Avantages
Les avantages du pont Owens sont que l’inductance inconnue mesurée est indépendante de la fréquence et ne nécessite aucune alimentation en fréquence.
- L'équation d'équilibre peut être obtenue très facilement et simplement.
- Il est utilisé pour mesurer une large plage d'inductance en termes de capacité.
- Il est également utilisé pour mesurer une large gamme de valeurs de capacité (nous obtenons de l'équation d'équilibre final).
Désavantages
Les inconvénients du pont d'Owen sont les suivants:
- Un condensateur standard variable utilisé dans ce circuit en pont est très coûteux. Ainsi, le coût du circuit en pont d’Owen augmente également.
- La précision du condensateur standard variable utilisé dans le circuit est très faible (près de 1%)
- L'utilisation d'un condensateur standard variable plus grand augmenterait la plage d'un facteur de qualité de la bobine mesuré. Cela peut augmenter encore le coût du circuit.
FAQ
1). Qu'est-ce qu'un détecteur nul?
Il aide à trouver la condition d'équilibre du circuit de pont CA (lorsque la valeur donnée est zéro). Et aussi il compare la valeur inconnue (inductance / résistance / capacité / impédance) avec une valeur connue (valeur de référence ou standard).
2). Qu'entendez-vous par le facteur de qualité (facteur q) de la bobine?
C'est le rapport de la réactance de la bobine à sa résistance à la fréquence de fonctionnement.
Q = ωL / R = XL / R
3). Quels sont les types d'erreurs survenues dans les ponts CA?
Erreurs de fuite de champ magnétique Erreurs de courants de Foucault, erreurs de fréquence et erreurs de forme d'onde.
4). Quel type de pont est utilisé pour mesurer la capacité?
Le pont de Wien est utilisé pour mesurer la capacité en termes de résistance et de fréquence calibrées.
5). Pourquoi les ponts CA n'utilisent pas de galvanomètre au lieu du détecteur nul?
Un galvanomètre n'est pas utilisé dans les ponts CA car il mesure uniquement le flux de courant continu (CC).
Il s’agit donc de la définition, du circuit, de la théorie, des avantages et des inconvénients d’Owen pont . Voici une question pour vous, 'Quelles sont les applications du pont d'Owen?'
