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EC15 - Pontes

traduzido do sítio: http://www.nde-ed.org/EducationResources/HighSchool/Magnetism/Physics/bridges.php

O circuito de ponte mostrado no aplicativo Java abaixo é conhecido como a ponte Maxwell-Wien (muitas vezes chamada de ponte Maxwell), e é usado para medir indutâncias desconhecidas com base em resistência e capacitância calibradas. Indutâncias calibradas (com precisão) são mais difíceis de fabricar do que capacitores de precisão semelhante, e por isso o uso de uma simples ponte de indução "simétrica" nem sempre é prático. Como as mudanças de fase de indutores e capacitores são exatamente opostas umas às outras, uma reatância capacitiva pode equilibrar uma reatância indutiva se eles estiverem localizados em pernas opostas de uma ponte, como estão aqui.

Ao contrário desta ponte Wien direta, o balanceamento da ponte Maxwell-Wien é independente da freqüência de excitação da ponte e em alguns casos, esta ponte pode ser feita para balancear na presença de freqüências mistas da fonte de tensão CA, sendo o fator limitante a estabilidade do indutor sobre uma ampla faixa de freqüência.

Aplicativo Java Ponte Maxwell-Wien

Clique aqui para executar um aplicativo JavaScript da Ponte Maxwell-Wien.


Exercício: Usando as equações inseridas no aplicativo, calcule os valores apropriados para C e R2 para um conjunto de valores da sonda (bobina). Então, usando os valores calculados, balanceie (ajuste os valores dos componentes elétricos do braço da ponte) a ponte (corrente igual a zero no eixo central da ponte). O traço de osciloscópio representando a corrente (verde mais brilhante) através do eixo central da ponte (condutor vertical no diagrama) deve ser minimizado (apresentar uma linha reta no osciloscópio).

Na implementação mais simples, o capacitor padrão (Cs) e o resistor em paralelo com ele são variáveis, e ambos devem ser ajustados para alcançar o balanceamento. No entanto, a ponte pode trabalhar com um capacitor fixo (não variável) e mais de um resistor for variável (pelo menos o resistor em paralelo com o capacitor, e um dos outros dois). No entanto, nesta última configuração é preciso mais ajuste (tentativa e erro) para obter o balanço porque os diferentes resistores variáveis interagem no balanço de magnitude e fase.

Outra vantagem de usar uma ponte Maxwell para medir a indutância em vez de uma ponte de indução simétrica é a eliminação do erro de medição devido à indutância mútua entre os dois indutores. Campos magnéticos podem ser difíceis de "blindar" (isolar), e mesmo uma pequena quantidade de acoplamento entre bobinas em uma ponte pode introduzir erros substanciais em certas condições. Sem um segundo indutor para reagir dentro da ponte Maxwell, este problema é eliminado.

Essa página apresentou o conceito de circuito elétrico em ponte porque é um circuito bastante utilizado nos aparelhos de ensaio por correntes parasitas. O indutor o qual se está interessado em medir sua reatância, e ao qual se refere  o texto,  é exatamente  a sonda  de correntes parasitas, cuja  reatância  está associada com a resposta do ensaio.

Um outro tipo de ponte de reatâncias que é citado na literatura como utilizado em circuitos elétricos dos aparelhos de correntes parasitas é a chamada Ponte de Wheatstone, um sitio na internet que apresenta um aplicativo Java para demonstrar o uso dessa ponte  pode ser acessado clicando aqui. Observe ao usar esse aplicativo que se os produtos das reatâncias nos braços  opostos da ponte forem iguais, não haverá circulação de corrente no  eixo central  da ponte, o que significa que a ponte está balanceada. No ensaio de correntes parasitas costuma-se dizer que o aparelho está balanceado quando o ponto luminoso está no meio da tela, para os aparelhos com a tela representando o plano de impedância,  ou com o ponteiro na  posição zero para aparelhos como mostrador do tipo galvanômetro.

Outro aplicativo (W. Fendt) da internet que mostra o uso da ponte de Wheatstone para determinar o valor de uma impedância desconhecida (sonda de correntes parasitas) em função de impedâncias conhecidas e impedância de balanço (aparelho de correntes parasitas) e acessível pelo  "link" a seguir. Nesse aplicativo é possível observar o procedimento de balanço (equilíbrio) da ponte e a determinação da resistência desconhecida.

Aplicativo Fendt Circuitos CA

https://rocarneval.000webhostapp.com/Eddy/phen/wheatstonebridge_en.htm


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