Schering Bridge este un circuit electric utilizat pentru măsurarea proprietăților izolante ale unui cablu și echipament electric. Este un circuit pod alternativ dezvoltat de Harald Ernst Malmsten Schering (25 noiembrie 1880 - 10 aprilie 1959). Are cel mai mare avantaj că ecuația echilibrată este independentă de frecvență. Podurile de curent originare sunt podurile de curent alternativ, acestea sunt instrumentele cele mai populare, convenabile și proeminente sau exacte, utilizate pentru măsurarea rezistenței de curent alternativ, a capacității și a inductanței. Podurile Ac sunt la fel ca DC poduri dar diferența dintre punțile de curent alternativ și cele de curent continuu este sursa de alimentare.

Ce este Podul Schering?

Definiție: Podul Schering este un tip de punte AC, care este utilizat pentru a măsura capacitatea necunoscută, permeabilitatea relativă, factorul de disipare și pierderea dielectrică a unui condensator. Tensiunea ridicată în această punte este obținută prin utilizarea transformatorului step-up. Obiectivul principal al acestei punți este de a găsi valoarea capacității. Principalele aparate necesare pentru conectare sunt kitul de antrenor, cutia de capacitate de deceniu, multimetrul, CRO și acordurile de patch-uri. Formula utilizată pentru a obține valoarea capacității este CX = C_Două(R₄/ R₃).

Circuit de bază AC Bridge

În podurile de curent alternativ, liniile electrice sunt utilizate ca sursă de excitație la frecvențe joase, oscilatoare sunt utilizate ca sursă la măsurători de înaltă frecvență. Gama de frecvență a unui oscilator este de la 40 Hz la 125 Hz. Podurile de curent alternativ nu numai că măsoară rezistența, capacitatea și inductanța, dar măsoară și factorul de putere și factorul de stocare și toate podurile de curent alternativ se bazează pe podul Wheatstone. Diagrama circuitului de bază al unei punți de curent alternativ este prezentată în figura de mai jos.

circuit-de-pod-de-bază

Diagrama circuitului de bază al unui circuit de punte alternativă constă din patru impedanțe Z1, Z2, Z3 și Z4, un detector și o sursă de tensiune alternativă. Detectorul este plasat între punctul ‘b’ și, ‘d’, iar acest detector este utilizat pentru a echilibra puntea. O sursă de tensiune alternativă este plasată între punctele „a” și „c” și furnizează energie rețelei de pod. Potențialul punctului „b” este același cu punctul potențial „d”. În ceea ce privește amplitudinea și faza, ambele puncte potențiale precum b & d sunt egale. Atât în magnitudine, cât și în fază, punctul „a” până la „b” căderea de tensiune este egal cu punctul de cădere de tensiune de la a la d.

Când punțile de curent alternativ utilizate pentru măsurarea la frecvențe joase, atunci linia de alimentare este utilizată ca sursă de alimentare și când măsurătorile se fac la frecvențe înalte, atunci oscilatoarele electronice sunt utilizate pentru alimentarea cu energie. Un oscilator electronic este utilizat ca sursă de alimentare, frecvențele furnizate de oscilator sunt fixe, iar formele de undă de ieșire ale unui oscilator electronic sunt de natură sinusoidală. Există trei tipuri de detectoare utilizate în punțile de curent alternativ, acestea fiind căști, vibraționale galvanometre , și reglabil amplificator circuite.

Există diferite intervale de frecvență și, în acest sens, va fi utilizat un anumit detector. Gama de frecvență inferioară a căștilor este de 250Hz, iar gama de frecvențe înalte este de peste 3 până la 4KHz. Gama de frecvență a galvanometrului vibrațional este de la 5Hz la 1000Hz și este mai sensibilă sub 200Hz. Gama de frecvențe a circuitelor amplificatorului reglabile este de la 10Hz la 100KHz.

Schema circuitului podului Schering de înaltă tensiune

Diagrama circuitului podului Schering de înaltă tensiune este prezentată în figura de mai jos. Podul este format din patru brațe, în primul braț există două capacități necunoscute C1 și C2 pe care trebuie să le găsim și rezistorul R1 este conectat, iar în al doilea braț capacitatea variabilă C4 și rezistențele R3 și R4 sunt conectate. În centrul podului este conectat detectorul ‘D’.

“la ce se folosesc bobinele tesla ”

pod de Schering de înaltă tensiune

În figură, „C1” este condensatorul a cărui capacitate trebuie dezvoltată, „R1” este o rezistență în serie care reprezintă pierderea condensatorului C1, C2 este condensatorul standard, „R3” este o rezistență neinductivă, „C4 'este un condensator variabil, iar' R4 'este o rezistență neinductivă variabilă în paralel cu condensatorul variabil' C4 '.

Prin utilizarea condiției de echilibrare a podului, raportul impedanței ‘Z1 și Z2’ este egal cu impedanța ‘Z3 și Z4’, este exprimat ca

Z1 / Z2 = Z3 / Z4

Z1 * Z4 = Z3 * Z2 ………………… eq (1)

Unde CU_{1 =}R₁+ 1 / jwC₁CU_{2 =}1 / jwC_DouăCU_{3 =}R₃CU_{4 =}(R₄+ 1 / jwC₄R₄) / (R₄- 1 / jwC₄R₄)

Acum înlocuiți valorile impedanțelor Z1, Z2, Z3 și Z4 în ecuația 1, veți obține valorile C1 și R1.

(R₁+ 1 / jw C₁) [(R₄+ 1 / jwC₄R₄) / (R₄- 1 / jwC₄R₄)] = R₃(1 / jwC_Două) ……… .. eq (2)

Prin simplificarea impedanței, Z4 va obține

CU_{4 =}(R₄+ 1 / jwC₄R₄) / (R₄- 1 / jwC₄R₄)

CU_{4 =}R₄/ jwC₄R₄…………… .eq (3)

Înlocuirea eq (3) în eq (2) va primi

(R₁+ 1 / jw C₁) (R₄/ jwC₄R₄) = R₃(1 / jwC_Două)

(R₁R₄) + (R₄/ jw C₁) = (R₃/ jwC_Două) (1+ jwC₄R₄)

Prin simplificarea ecuației de mai sus se va obține

(R₁R₄) + (R₄/ jw C₁) = (R₃/ jwC_Două) + (R₃* R₄C₄/ C_Două) ………… ech. (4)

Comparați piesele reale R1 R4 și R3 * R4C4 / 2 în echiv. (4) va obține o valoare R1 a rezistenței necunoscute

“tipuri de alimentare cu computer ”

R1 R4 = R3 * R4C4 / C2

R1 = R3 * C4 / C2 ………… eq (5)

În mod similar, comparați părțile imaginare R₄/ jw C₁și R₃/ jwC_Douăva primi capacitate necunoscută C₁valoare

R₄/ jw C₁= R₃/ jwC_Două

R₄/ C₁= R₃/ C_Două

C₁= (R₄/ R3) C_Două………… ech. (6)

O ecuație (5) și (6) sunt rezistența necunoscută și capacitatea necunoscută

Măsurare Tan Delta folosind ScheringBridge

Pierderea dielectrică

Un material electric eficient suportă o cantitate variabilă de stocare a încărcăturii, cu o disipare minimă a energiei sub formă de căldură. Această pierdere de căldură, denumită în mod eficient pierderea dielectrică, este disiparea inerentă dielectrică a energiei. Este parametrizat în condiții de siguranță în termeni de unghi de pierdere delta sau tangență de pierdere tan delta. În esență, există două forme principale de pierdere care pot disipa energia într-un izolator, acestea sunt pierderea de conducere și pierderea dielectrică. În pierderea de conducere, fluxul de sarcină prin material determină disiparea energiei. De exemplu, fluxul curentului de scurgere prin izolator. Pierderea dielectrică tinde să fie mai mare la materialele cu o constantă dielectrică ridicată

Circuitul echivalent al dielectricului

Să presupunem că orice material dielectric conectat într-un circuit electric ca dielectric între conductori acționează ca un condensator practic. Echivalentul electric al unui astfel de sistem poate fi proiectat ca un model tipic de elemente aglomerate, care include un condensator ideal fără pierderi în serie cu rezistență este cunoscut sub numele de rezistență de serie echivalentă sau ESR. ESR reprezintă în special pierderi în condensator, valoarea ESR este foarte mică într-un condensator bun, iar valoarea ESR este destul de mare într-un condensator defect.

Factor de disipare

Este o măsură a ratei de pierdere a energiei din dielectric, datorită oscilației din materialul dielectric datorită tensiunii de curent alternativ aplicate. Reciprocitatea factorului de calitate este cunoscut sub numele de factor de disipare care este exprimat ca Q = 1 / D. Calitatea condensatorului este cunoscută prin factorul de disipare. Formula factorului de disipare este

D = wR₄C₄

Schering-bridge-phasor-diagram

Pentru interpretarea matematică, uitați-vă la diagrama fazorală, este raportul dintre VSH și reactanța capacității. Este, de asemenea, cunoscut sub numele de tangentă a unghiului de pierdere și exprimat în mod obișnuit ca

Tan delta = ESR / X_C

Testarea Tan Delta

Testarea delta bronz se efectuează asupra izolației înfășurărilor și cablurilor. Această testare este utilizată pentru a măsura deteriorarea cablului.

Efectuarea testării Tan Delta

Pentru a efectua testarea delta bronz, izolarea cablurilor sau a înfășurărilor trebuie să fie testată, este mai întâi izolată și deconectată. De la sursa de energie de joasă frecvență, se aplică tensiunea de testare și măsurătorile necesare sunt luate de către controlerul delta bronz, iar până la tensiunea nominală a cablurilor, tensiunea de testare este crescută în trepte. Din diagrama fazorială de mai sus a podului Schering, putem calcula valoarea delta tan, care se mai numește și D (factor de disipare). Delta delta este exprimată ca

Tan delta = WC₁R₁= W * (C_DouăR₄/ R3) * (R₃C₄/ C_Două) = WC₄R₄

Măsurarea permeabilității relative cu Schering Bridge

Permeabilitatea redusă a materialului dielectric este măsurată utilizând puntea Schering. Dispunerea plăcii paralele a permeabilității relative este exprimată matematic ca

e_r₌C_sd / ε₀LA

În cazul în care „Cs” este valoarea măsurată a capacității, considerând specimenul ca dielectric sau capacitatea specimenului, „d” este spațiul dintre electrozi, „A” este zona efectivă a electrozilor, „d” este grosimea specimenului, „t” este spațiul între electrod și specimen, „x” este reducerea separării dintre electrod și specimen, iar ε0 este permisivitatea spațiului liber.

măsurarea permeabilității relative

Capacitatea dintre electrod și specimen este exprimată matematic ca

C = C_SC₀/ C_S+ C₀……… ech (a)

Unde C_S= ε_re₀A / d C.₀= ε₀A / t

Înlocuitor C_Sși C₀valorile din ecuația (a) vor obține

C = (e_re₀A / d) (e₀A mancat_re₀A / d) + (e₀A / t)

“avantaje și dezavantaje ale lămpii cu vapori de mercur ”

Expresia matematică pentru a reduce specimenul este prezentată mai jos

e_r= d / d - x

Aceasta este explicația măsurării permeabilității relative cu puntea Schering.

Caracteristici

Caracteristicile podului Schering sunt

Din amplificatorul potențial se obține o alimentare de înaltă tensiune.
Pentru vibrația podului, galvanometrul este utilizat ca detector
În brațele ab și ad, sunt amplasați condensatorii de înaltă tensiune.
Impedanța brațului bc și cd este scăzută, iar impedanțele unui braț ab și ad sunt ridicate.
Punctul „c” din figură este împământat.
Impedanța brațului „ab” și „ad” este menținută ridicată.
În brațele „ab” și „ad”, pierderea de putere este foarte mică, deoarece impedanța brațelor ab și ad este mare.

Conexiuni

Conexiunile au fost date la kitul circuitului podului Schering, după cum urmează.

Conectați borna pozitivă a intrării la borna pozitivă a circuitului
Conectați borna negativă a intrării la borna negativă a circuitului
Setați valoarea rezistenței R3 la poziția zero și setați valoarea capacității C3 la poziția zero
Setați rezistența R2 la 1000 ohmi
Porniți sursa de alimentare
După toate aceste conexiuni, veți vedea o citire în detectorul nul, reglați acum rezistența R1 pentru a obține citirea minimă în detectorul nul nul
Notați citirile rezistenței R1, R2 și capacității C2 și calculați valoarea condensatorului necunoscut folosind formula
Repetați pașii de mai sus ajustând valoarea rezistenței R2
În cele din urmă, calculați capacitatea și rezistența utilizând formula. Aceasta este explicația funcționării și conexiunilor podului Schering

Precauții

Unele dintre măsurile de precauție pe care ar trebui să le luăm în timp ce oferim conexiuni la pod sunt

Asigurați-vă că tensiunea nu trebuie să depășească 5 volți
Verificați corect conexiunile înainte de a porni sursa de alimentare

Aplicații

Unele dintre aplicațiile de utilizare a podului Schering sunt

Poduri Schering folosite de generatoare
Folosit de motoarele electrice
Se utilizează în rețele industriale interne etc.

Avantajele podului Schering

Avantajele podului Schering sunt

În comparație cu alte poduri, costul acestui pod este mai mic
Din frecvență, ecuațiile de echilibru sunt libere
La tensiuni mici, poate măsura condensatori mici

Dezavantaje ale podului Schering

Există mai multe dezavantaje în podul Schering de joasă tensiune, din cauza acestor dezavantaje sunt necesare punte Schering de înaltă frecvență și tensiune pentru a măsura capacitatea mică.

Întrebări frecvente

1). Ce este un pod Schering inversat?

Podul Schering este un tip de punte de curent alternativ care este utilizat pentru a măsura capacitatea condensatoarelor.

2). Ce tip de detector este utilizat în punțile de curent alternativ?

Tipul de detector utilizat în punțile de curent alternativ este un detector echilibrat.

3). Ce se înțelege prin circuit de pod?

Circuitul pod este un tip de circuit electric care constă din două ramuri.

4). Pentru ce măsurare se utilizează podul Schering?

Puntea Schering este utilizată pentru a măsura capacitatea condensatoarelor.

5). Cum echilibrezi un circuit de pod?

Circuitul podului trebuie echilibrat urmând cele două condiții de echilibru, acestea fiind starea magnitudinii și a unghiului de fază.

În acest articol, prezentarea generală a Teoria podului Schering , sunt discutate avantajele, aplicațiile, dezavantajele, conexiunile date circuitului podului, măsurarea permeabilității relative, circuitul de punte Schering de înaltă tensiune, măsurarea delta bronzului și elementele de bază ale circuitului podului AC. Iată o întrebare pentru dvs., care este factorul de putere al podului Schering?