Wha هو جسر أوينز: الدائرة والنظرية ومخططها الطوري

يستخدم نظام الاتصالات الحديث جسور التيار المتردد مع الدوائر الكهربائية والإلكترونية المعقدة وغيرها الكثير. الأنواع المختلفة لجسور التكييف المستخدمة في الدوائر الإلكترونية هي جسر ماكسويل ، جسر وين ماكسويل ، جسر أندرسون وجسر هاي وجسر أوين وجسر دي سوتي وجسر شيرينغ وجسر سلسلة فيينا. على الرغم من وجود أنواع مختلفة من جسور التيار المتردد لقياس عوامل الجودة للملف ، إلا أنها تقتصر على نطاق صغير. فمثلا، جسر ماكسويل يقتصر على قياس عامل الجودة الأكبر من 10. جسر Hay مناسب لنطاق عامل الجودة من 1 إلى 10. يستخدم جسر Anderson لقياس قيم الحث من عدد قليل من أجهزة Henry. ومن ثم فإننا بحاجة إلى دائرة جسر ، والتي ينبغي أن تكون مناسبة لقياس نطاق واسع من المحرِّضات. تسمى دائرة الجسر تلك جسر أوينز.

تعريف جسر أوينز

تعريف: تعرف دائرة جسر أوينز بأنها جسر التيار المتناوب الذي يستخدم لقياس مدى واسع من المحاثة غير المعروفة من حيث المقاومة والسعة. عادة ما تعمل على مبدأ المقارنة. هذا يعني المجهول المقاس الحث تتم مقارنة القيمة بالمكثف القياسي أو المعروف. يستخدم هذا النوع من دوائر الجسر مكثفًا قياسيًا و مقاومة متغيرة للإثارة.

حلبة جسر أوينز

تحتوي دائرة جسر أوينز على أربعة أذرع متصلة في مربع أو شكل معين. يتم توصيل إشارة جهد التيار المتردد وكاشف فارغ عبر تقاطعات الذراعين. يظهر الرسم التخطيطي لجسر أوينز أدناه.

أوينز الجسر الدائرة

• من الدائرة أعلاه ، يمكننا ملاحظة أن الأذرع الأربعة ab و bc و cd و da هي الأذرع الأربعة المتصلة كجسر.
• يحتوي الذراع 'أب' على تحريض ذاتي غير معروف 'L1' مع المقاومة 'R1'
• يحتوي الذراع 'BC' على المقاوم النقي 'R3'
• يحتوي الذراع الآخر 'cd' على مكثف قياسي ثابت 'C4'
• يحتوي الذراع الأخير 'da' على المقاوم المتغير غير الاستقرائي 'R2' في سلسلة بمكثف قياسي متغير 'C2'.
• كاشف فارغ متصل لمعرفة حالة توازن دائرة الجسر .

يحتوي جسر أوين المعدل على الفولتميتر بالتوازي مع المقاومة المتصلة بأحد الذراعين. يتم توصيل مقياس التيار الكهربائي أيضًا في سلسلة بدائرة الجسر للقياس العاصمة الحالية بينما يمكن قياس التيار المتردد باستخدام مقياس الفولتميتر. الدائرة المعدلة لجسر أوينز موضحة أدناه.

جسر أوينز المعدل

نظرية جسر أوينز

نظرية جسر أوينز ليست سوى ، المحاثة المجهولة 'L1' تتم مقارنتها بالمكثف المعروف 'C4' المتصل بذراع 'القرص المضغوط' لدائرة الجسر. في حالة التوازن ، يمكن تغيير المقاوم غير الاستقرائي 'R2' والمكثف القياسي المتغير 'C2' بشكل مستقل. وبالتالي ، لا يتدفق التيار عبر دائرة الجسر ولن يتم تسجيل أي جهد بواسطة الكاشف الفارغ.

من دائرة جسر أوينز يمكننا ملاحظة ذلك ،

الحث الذاتي غير معروف 'L1'

مقاوم نقي 'R3' (مقاومة ثابتة غير حثي)

مكثف قياسي ثابت 'C4'

المقاوم المتغير غير الاستقرائي 'R2' على التوالي بمكثف قياسي متغير 'C2'.

كاشف فارغ متصل لمعرفة حالة توازن دائرة الجسر.

ضع في اعتبارك المعادلة المتوازنة لدائرة جسر التيار المتردد الأساسية ،

Z1Z4=Z2Z3

استبدل الآن ممانعات دائرة جسر أوينز في المعادلة أعلاه

ثم

(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3

الآن افصل المصطلحات الحقيقية والتخيلية عن المعادلة أعلاه

نحن نحصل،

L1 = R2R3C4

يمكن قياس الحث غير المعروف من المعادلة أعلاه

R1 = R3 (C4 / C2)

قيمة المعيار المتغير مكثف يتم قياس 'C2'.

مخطط Phasor لجسر أوينز

يظهر الرسم التخطيطي لطور جسر أوينز أدناه.

مخطط الطور

من الرسم البياني أعلاه ، يمكننا ملاحظة ذلك ،

يمثل المحور الأفقي التيار I1 و E3 = I3R3 و E4 = ωI2C4 الموجودة في نفس المرحلة. وكذلك يمثل انخفاض الجهد لـ 'i1r1' أيضًا المحور الأفقي.

يمثل انخفاض الجهد 'e1' مجموع انخفاض الجهد الاستقرائي (ωL1L1) وانخفاض الجهد المقاوم (I1R1)

في حالة توازن دائرة الجسر ، ينخفض ​​الجهد 'E1' و 'E2' متساويين عبر الذراعين ويتم تمثيلهما على نفس المحور.

وبالمثل ، فإن انخفاض الجهد 'e3' هو مجموع انخفاض الجهد المقاوم (I2R2) وانخفاض الجهد السعوي (I2 / WC2). بسبب المكثف الثابت ، يصبح التيار i1 عموديًا (90 درجة) هبوط الجهد 'e4'. يمثل 'I2' الحالي وانخفاض الجهد I2R2 المحور الرأسي. يمثل جهد الإمداد 'E1' و 'E3'.

مزايا

تتمثل مزايا جسر أوينز في أن المحاثة غير المعروفة المقاسة مستقلة عن التردد ولا تتطلب أي مصدر تردد.

• يمكن الحصول على معادلة التوازن بسهولة وبساطة.
• يتم استخدامه لقياس مدى واسع من المحاثة من حيث السعة.
• كما أنها تستخدم لقياس نطاق واسع من قيم السعة (نحصل عليها من معادلة التوازن النهائية).

سلبيات

تشمل عيوب جسر أوين ما يلي:

• المكثف القياسي المتغير المستخدم في دائرة الجسر هذه مكلف للغاية. لذلك ، فإن تكلفة دائرة جسر أوين تزداد أيضًا.
• دقة المكثف القياسي المتغير المستخدم في الدائرة منخفضة للغاية (حوالي 1٪)
• سيؤدي استخدام مكثف قياسي متغير أكبر إلى زيادة نطاق عامل جودة الملف المقاس. هذا يمكن أن يزيد من تكلفة الدائرة أكثر.

أسئلة وأجوبة

1). ما هو كاشف العدم؟

يساعد في العثور على حالة التوازن لدائرة جسر التيار المتردد (عندما تكون القيمة المعطاة صفر). كما أنه يقارن القيمة غير المعروفة (الحث / المقاومة / السعة / الممانعة) بقيمة معروفة (قيمة مرجعية أو قياسية).

2). ماذا تقصد بعامل الجودة (عامل q) للملف؟

هي نسبة مفاعلة الملف إلى مقاومته عند تردد التشغيل.

س = ωL / R = XL / R

3). ما هي أنواع الأخطاء التي تحدث في جسور التكييف؟

أخطاء تسرب المجال المغناطيسي أخطاء التيار الدوامي وأخطاء التردد وأخطاء الشكل الموجي.

4). ما نوع الجسر المستخدم لقياس السعة؟

يستخدم جسر Wien لقياس السعة من حيث المقاومة والتردد المعاير.

5). لماذا لا تستخدم جسور التيار المتردد الجلفانومتر بدلاً من كاشف العدم؟

لا يستخدم الجلفانومتر في جسور التيار المتردد لأنه يقيس تدفق التيار المباشر (DC) فقط.

وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بالتعريف والدائرة والنظرية ومزايا وعيوب أوين كوبري . إليك سؤال لك ، 'ما هي تطبيقات جسر أوين؟'