Sistem komunikasi moden menggunakan jambatan AC dengan litar elektrik dan elektronik yang kompleks dan banyak lagi. Pelbagai jenis jambatan AC yang digunakan di litar elektronik adalah jambatan Maxwell, jambatan Wein Maxwell, Jambatan Anderson , Jambatan Hay, jambatan Owen, jambatan De Sauty, jambatan Schering, dan jambatan siri Wien. Walaupun terdapat pelbagai jenis jambatan AC untuk mengukur faktor kualiti gegelung, ia terbatas pada jarak kecil. Sebagai contoh, Jambatan Maxwell terhad untuk mengukur faktor kualiti lebih besar daripada 10. Jambatan Hay sesuai untuk julat faktor kualiti 1 hingga 10. Jambatan Anderson digunakan untuk mengukur nilai induktansi dari beberapa mikro Henry. Oleh itu, kita memerlukan litar jambatan, yang sesuai untuk mengukur pelbagai induktor. Litar jambatan itu dipanggil jambatan Owens.
Definisi Jambatan Owens
Definisi: Litar jambatan Owens didefinisikan sebagai, jambatan AC yang digunakan untuk mengukur pelbagai induktansi yang tidak diketahui dari segi rintangan dan kapasitans. Biasanya berfungsi berdasarkan prinsip perbandingan. Itu bererti tidak diketahui kearuhan nilai dibandingkan dengan kapasitor standard atau diketahui. Litar jambatan jenis ini menggunakan kapasitor standard dan a perintang ubah untuk pengujaan.
Litar Jambatan Owens
Litar jambatan Owens mengandungi empat lengan yang dihubungkan dalam bentuk segi empat sama atau berbentuk rombus. Isyarat voltan AC dan pengesan nol disambungkan di persimpangan lengan. Gambarajah litar jambatan Owens ditunjukkan di bawah.
owens-jambatan-litar
- Dari litar di atas, kita dapat melihat bahawa ab, bc, cd, dan da adalah empat lengan yang dihubungkan sebagai jambatan.
- Lengan ‘ab’ mengandungi induktansi diri yang tidak diketahui ‘L1’ dengan daya tahan ‘R1’
- Lengan ‘bc’ mengandungi perintang tulen ‘R3’
- Lengan lain 'cd' mengandungi kapasitor standard tetap 'C4'
- Lengan terakhir ‘da’ mengandungi perintang bukan induktif ‘R2’ yang bersiri dengan kapasitor standard berubah-ubah ‘C2’.
- Pengesan nol dihubungkan untuk mengetahui keadaan keseimbangan litar jambatan .
Jambatan Owen yang diubah suai mengandungi voltmeter selari dengan rintangan yang disambungkan ke salah satu lengan. Ammeter juga dihubungkan secara bersiri ke litar jambatan untuk mengukur Arus DC sementara arus AC dapat diukur menggunakan voltmeter. Litar Modifikasi jambatan Owens ditunjukkan di bawah.
jambatan yang diubah suai
Teori Jambatan Owens
Teori jambatan Owens tidak lain adalah, induktansi ‘L1’ yang tidak diketahui dibandingkan dengan kapasitor terkenal ‘C4’ yang disambungkan ke lengan ‘cd’ litar jambatan. Dalam keadaan keseimbangan, perintang bukan induktif ‘R2’ dan kapasitor standard berubah-ubah ‘C2’ dapat diubah secara bebas. Oleh itu, tiada arus yang mengalir melalui litar jambatan dan potensi tidak akan dicatat oleh pengesan nol.
Dari litar jambatan Owens kita dapat melihat bahawa,
Induktansi diri yang tidak diketahui 'L1'
Perintang tulen ‘R3’ (rintangan bukan induktif tetap)
Kapasitor standard tetap 'C4'
Perintang bukan induktif ‘R2’ yang bersiri dengan kapasitor standard berubah-ubah ‘C2’.
Pengesan nol dihubungkan untuk mengetahui keadaan keseimbangan litar jambatan.
Pertimbangkan persamaan seimbang litar jambatan AC asas,
Z1Z4 = Z2Z3
Sekarang ganti impedansi litar jambatan Owens dalam persamaan di atas
Kemudian
(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3
Sekarang asingkan istilah sebenar dan khayalan dari persamaan di atas
Kita mendapatkan,
L1 = R2R3C4
Induktansi yang tidak diketahui dapat diukur dari persamaan di atas
R1 = R3 (C4 / C2)
Nilai piawai pemboleh ubah kapasitor ‘C2’ diukur.
Gambarajah fasa Jambatan Owens
Gambarajah fasa jambatan Owens ditunjukkan di bawah.
rajah fasor
Dari rajah fasor di atas, kita dapat melihat bahawa,
Paksi mendatar mewakili arus I1, E3 = I3R3 dan E4 = ωI2C4 yang berada dalam fasa yang sama. Dan juga penurunan voltan ‘i1r1’ juga mewakili paksi mendatar.
Penurunan voltan ‘e1’ mewakili jumlah penurunan voltan induktif (ωL1L1) dan penurunan voltan resistif (I1R1)
Pada keadaan keseimbangan litar jambatan, voltan jatuh ‘E1’ dan ‘E2’ sama di lengan dan diwakili pada paksi yang sama.
Begitu juga, penurunan voltan ‘e3’ adalah jumlah penurunan voltan resistif (I2R2) dan penurunan voltan kapasitif (I2 / wC2). Oleh kerana kapasitor tetap, arus i1 menjadi tegangan tegak lurus (90degrees) ‘e4’. ‘I2’ semasa dan penurunan voltan I2R2 mewakili paksi menegak. Voltan bekalan mewakili ‘E1’ dan ‘E3’.
Kelebihan
Kelebihan jambatan Owens adalah, induktansi tidak diketahui yang diukur adalah bebas dari frekuensi dan tidak memerlukan bekalan frekuensi.
- Persamaan keseimbangan dapat diperoleh dengan sangat mudah, dan sederhana.
- Ini digunakan untuk mengukur pelbagai induktansi dari segi kapasitans.
- Ia juga digunakan untuk mengukur berbagai nilai kapasitansi (kita dapat dari persamaan keseimbangan akhir).
Kekurangan
Kelemahan jambatan Owen merangkumi
- Kapasitor standard berubah yang digunakan dalam litar jambatan ini sangat mahal. Jadi, kos litar jambatan Owen juga meningkat.
- Ketepatan kapasitor standard berubah yang digunakan dalam litar sangat rendah (hampir 1%)
- Penggunaan kapasitor standard pemboleh ubah yang lebih besar akan meningkatkan jarak faktor kualiti gegelung yang diukur. Ini dapat meningkatkan kos litar lebih jauh.
Soalan Lazim
1). Apakah pengesan nol?
Ia membantu mencari keadaan keseimbangan litar jambatan AC (apabila nilai yang diberikan adalah sifar). Dan juga membandingkan nilai yang tidak diketahui (induktansi / rintangan / kapasitans / impedans) dengan nilai yang diketahui (rujukan atau nilai standard).
2). Apa yang anda maksudkan dengan faktor kualiti (faktor q) gegelung?
Ini adalah nisbah reaktansi gegelung dengan ketahanannya pada frekuensi operasi.
Q = ωL / R = XL / R
3). Apakah jenis kesalahan yang berlaku pada jambatan AC?
Kesalahan kebocoran medan magnet Kesalahan arus eddy, kesalahan frekuensi, dan kesalahan bentuk gelombang.
4). Jambatan jenis apa yang digunakan untuk mengukur kapasitans?
Jambatan Wien digunakan untuk mengukur kapasitansi dari segi ketahanan dan frekuensi yang dikalibrasi.
5). Mengapa jambatan AC tidak menggunakan galvanometer dan bukannya pengesan nol?
Galvanometer tidak digunakan dalam jambatan AC kerana mengukur aliran arus terus (DC) sahaja.
Oleh itu, ini semua mengenai definisi, litar, teori, kelebihan, dan kekurangan Owen's jambatan . Berikut adalah pertanyaan untuk anda, 'Apa aplikasi jambatan Owen?'
