Moderný komunikačný systém využíva AC mosty so zložitými elektrickými a elektronickými obvodmi a mnoho ďalších. Rôzne typy AC mostíkov používaných v elektronické obvody sú Maxwellov most, Maxwellov Weinov most, Andersonov most , Hayov most, Owenov most, most De Sauty, Scheringov most a sériový most vo Viedni. Aj keď existujú rôzne typy AC mostíkov na meranie faktorov kvality cievky, sú obmedzené na malý rozsah. Napríklad, Maxwellov most je obmedzený na meranie faktora kvality väčší ako 10. Hayov most je vhodný pre rozsah faktorov kvality od 1 do 10. Andersonov most sa používa na meranie rozsahov hodnôt indukčnosti od niekoľkých mikro Henryho. Preto potrebujeme premosťovací obvod, ktorý by mal byť vhodný na meranie širokého rozsahu tlmiviek. Tento mostný obvod sa nazýva Owensov most.
Definícia Owens Bridge
Definícia: Owensov mostný obvod je definovaný ako AC most, ktorý sa používa na meranie širokého rozsahu neznámej indukčnosti z hľadiska odporu a kapacity. Spravidla funguje na princípe porovnania. To znamená namerané neznáme indukčnosť hodnota sa porovnáva so štandardným alebo známym kondenzátorom. Tento typ mostného obvodu používa štandardný kondenzátor a premenný odpor na vzrušenie.
Owens Bridge Circuit
Owensov mostný obvod obsahuje štyri ramená spojené do štvorca alebo do kosoštvorca. Cez spojenia ramien je pripojený signál striedavého napätia a nulový detektor. Schéma zapojenia Owensovho mosta je uvedená nižšie.
Owens-Bridge-Circuit
- Z vyššie uvedeného obvodu môžeme pozorovať, že ab, bc, cd a da sú štyri ramená spojené ako most.
- Rameno „ab“ obsahuje neznámu vlastnú indukčnosť „L1“ s odporom „R1“
- Rameno „bc“ obsahuje čistý odpor „R3“
- Druhé rameno „cd“ obsahuje pevný štandardný kondenzátor „C4“
- Posledné rameno „da“ obsahuje premenlivý neindukčný odpor „R2“ zapojený do série s premenlivým štandardným kondenzátorom „C2“.
- Je pripojený nulový detektor, ktorý pozná stav rovnováhy mostný okruh .
Modifikovaný Owenov most obsahuje voltmetr paralelne s odporom pripojeným k jednému z ramien. Ampérmeter je tiež zapojený do série s mostíkovým obvodom na meranie Jednosmerný prúd zatiaľ čo striedavý prúd je možné merať pomocou voltmetra. Nižšie je zobrazený upravený obvod Owensovho mosta.
upravený-most-most
Teória Owensovho mosta
Teória Owensovho mosta nie je nič iné, neznáma indukčnosť „L1“ sa porovnáva so známym kondenzátorom „C4“ pripojeným k ramenu „cd“ mostného obvodu. V rovnovážnom stave sa môžu induktívny rezistor „R2“ a variabilný štandardný kondenzátor „C2“ meniť nezávisle. Preto cez obvod mosta nepreteká žiadny prúd a nulový detektor nezaznamená žiadny potenciál.
Z Owensovho mostného okruhu môžeme pozorovať, že
Neznáma vlastná indukčnosť „L1“
Čistý rezistor „R3“ (pevný neindukčný odpor)
Pevný štandardný kondenzátor „C4“
Variabilný neindukčný rezistor „R2“ v sérii s variabilným štandardným kondenzátorom „C2“.
Je pripojený nulový detektor, ktorý pozná rovnovážny stav mostného obvodu.
Zvážte vyváženú rovnicu základného AC mostíkového obvodu,
Z1Z4 = Z2Z3
Teraz vo vyššie uvedenej rovnici nahraďte impedancie Owensovho mostného obvodu
Potom
(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3
Teraz oddeľte reálne a imaginárne pojmy od vyššie uvedenej rovnice
Dostaneme,
L1 = R2R3C4
Neznámu indukčnosť je možné merať z vyššie uvedenej rovnice
R1 = R3 (C4 / C2)
Hodnota premenného štandardu kondenzátor Meria sa „C2“.
Fázorový diagram Owensovho mosta
Fázorový diagram Owensovho mosta je uvedený nižšie.
fázorový diagram
Z vyššie uvedeného fázorového diagramu môžeme pozorovať, že
Vodorovná os predstavuje prúd I1, E3 = I3R3 a E4 = ωI2C4, ktoré sú v rovnakej fáze. A tiež pokles napätia „i1r1“ predstavuje aj vodorovnú os.
Pokles napätia „e1“ predstavuje súčet poklesov indukčného napätia (ωL1L1) a poklesu odporu (I1R1)
V rovnovážnom stave mostíkového obvodu sú poklesy napätia „E1“ a „E2“ rovnaké cez všetky ramená a sú znázornené na tej istej osi.
Podobne je pokles napätia „e3“ súčtom odporového poklesu napätia (I2R2) a kapacitného poklesu napätia (I2 / wC2). Vďaka pevnému kondenzátoru sa prúd i1 stáva kolmým (o 90 stupňov) poklesom napätia „e4“. Prúd „I2“ a pokles napätia I2R2 predstavuje vertikálnu os. Napájacie napätie predstavuje „E1“ a „E3“.
Výhody
Výhody Owensovho mosta sú, že neznáma nameraná indukčnosť je nezávislá od frekvencie a nevyžaduje žiadne napájanie frekvenciou.
- Rovnovážnu rovnicu je možné získať veľmi ľahko a jednoducho.
- Používa sa na meranie širokého rozsahu indukčnosti z hľadiska kapacity.
- Používa sa tiež na meranie širokého rozsahu hodnôt kapacity (dostaneme z rovnice konečného vyváženia).
Nevýhody
Medzi nevýhody Owenovho mosta patria
- Variabilný štandardný kondenzátor použitý v tomto mostíkovom obvode je veľmi nákladný. Zvyšujú sa teda aj náklady na Owenov mostný okruh.
- Presnosť variabilného štandardného kondenzátora použitého v obvode je veľmi nízka (takmer 1%)
- Použitie väčšieho variabilného štandardného kondenzátora by zvýšilo rozsah faktora kvality meranej cievky. To môže ďalej zvýšiť náklady na obvod.
Časté otázky
1). Čo je detektor nuly?
Pomáha nájsť rovnovážny stav mostíkového obvodu (keď je daná hodnota nulová). A tiež porovnáva neznámu hodnotu (indukčnosť / odpor / kapacita / impedancia) so známou hodnotou (referenčná alebo štandardná hodnota).
2). Čo myslíte pod faktorom kvality (faktorom q) cievky?
Je to pomer reaktancie cievky k jej odporu pri pracovnej frekvencii.
Q = ωL / R = XL / R
3). Aké sú typy chýb, ktoré sa vyskytli v mostoch striedavého prúdu?
Chyby úniku magnetického poľa, chyby vírivých prúdov, chyby frekvencie a chyby krivky.
4). Aký typ mosta sa používa na meranie kapacity?
Wienov most sa používa na meranie kapacity z hľadiska kalibrovaného odporu a frekvencie.
5). Prečo mosty striedavého prúdu nepoužívajú namiesto nulového detektora galvanometer?
Galvanometer sa nepoužíva v AC mostíkoch, pretože meria iba tok jednosmerného prúdu (DC).
Jedná sa teda o definíciu, obvod, teóriu, výhody a nevýhody Owen’s Most . Tu je otázka pre vás: „Aké sú použitia Owenovho mosta?“
