Ang Schering Bridge ay isang de-koryenteng circuit na ginagamit para sa pagsukat ng mga insulate na katangian ng isang de-koryenteng cable at kagamitan. Ito ay isang AC bridge circuit na binuo ni Harald Ernst Malmsten Schering (ika-25 ng Nobyembre 1880 - ika-10 ng Abril 1959). Ito ay may pinakamalaking kalamangan na ang balanseng equation ay malaya sa dalas. Ang pinagmulan ng kasalukuyang mga tulay ay ang mga AC tulay, sila ang pinakatanyag, maginhawa at kilalang o tumpak na mga instrumento, na ginagamit para sa pagsukat ng paglaban ng AC, kapasidad, at ang inductance. Ang mga tulay ng Ac ay katulad ng DC mga tulay ngunit ang pagkakaiba sa pagitan ng mga alternating kasalukuyang tulay at direktang kasalukuyang tulay ay ang supply ng kuryente.

Ano ang Schering Bridge?

Kahulugan: Ang tulay ng Schering ay isang uri ng AC bridge, na ginagamit upang masukat ang hindi kilalang capacitance, kamag-anak na permeability, dissipation factor, at dielectric na pagkawala ng isang capacitor. Ang mataas na boltahe sa tulay na ito ay nakuha sa pamamagitan ng paggamit ng step-up transpormer. Ang pangunahing layunin ng tulay na ito ay upang makahanap ng halaga ng capacitance. Ang pangunahing patakaran ng pamahalaan na kinakailangan para sa koneksyon ay trainer kit, dekada capacitance box, multimeter, CRO, at patch chords. Ang pormulang ginamit upang makuha ang halaga ng capacitance ay ang CX = C_dalawa(R₄/ R₃).

Pangunahing AC Bridge Circuit

Sa AC tulay, ang mga linya ng kuryente ay ginagamit bilang mapagkukunan ng paggulo sa mababang mga frequency, mga oscillator ay ginagamit bilang isang mapagkukunan sa mga sukat na may dalas ng dalas. Ang saklaw ng dalas ng isang oscillator ay 40 Hz hanggang 125 Hz. Ang mga AC tulay ay hindi lamang sinusukat ang paglaban, capacitance, at inductance ngunit sinusukat din ang factor ng kuryente, at imbakan factor at lahat ng AC tulay ay batay sa tulay ng Wheatstone. Ang pangunahing diagram ng circuit ng isang alternating kasalukuyang tulay ay ipinapakita sa figure sa ibaba.

pangunahing-ac-tulay-circuit

Ang pangunahing diagram ng circuit ng isang AC circuit circuit ay binubuo ng Z1, Z2, Z3, at Z4 apat na impedances, isang detector at isang mapagkukunan ng AC boltahe. Ang detektor ay inilalagay sa pagitan ng puntong 'b' at, 'd' at ang detektor na ito ay ginagamit upang balansehin ang tulay. Ang isang mapagkukunan ng boltahe ng AC ay inilalagay sa pagitan ng puntong 'a' at 'c' at nagbibigay ito ng kuryente sa network ng tulay. Ang potensyal ng point 'b' ay kapareho ng potensyal na point 'd'. Sa mga tuntunin ng amplitude at phase, pareho ang mga potensyal na puntos tulad ng b & d ay pantay. Sa parehong lakas at yugto, ang puntong 'a' hanggang 'b' ang pagbagsak ng boltahe ay katumbas ng boltahe na drop point a hanggang d.

Kapag ang AC tulay na ginamit para sa pagsukat sa mababang mga frequency pagkatapos ang linya ng kuryente ay ginagamit bilang isang mapagkukunan ng supply at kapag ang mga sukat ay tapos na sa mataas na frequency pagkatapos ay ginagamit ang mga elektronikong oscillator para sa power supply. Ang isang elektronikong oscillator ay ginagamit bilang isang mapagkukunan ng supply ng kuryente, ang mga frequency na ibinibigay ng oscillator ay naayos at ang mga output waveform ng isang electronic oscillator ay likas na sinusoidal. Mayroong tatlong uri ng mga detektor na ginamit sa AC tulay sila ay mga headphone, panginginig mga galvanometro , at maaayos amplifier mga circuit

Mayroong iba't ibang mga saklaw ng dalas at sa iyon, isang partikular na detektor ang gagamitin. Ang saklaw ng mas mababang dalas ng headphone ay 250Hz at ang saklaw na mataas na dalas ay nasa itaas hanggang sa 3 hanggang 4KHz. Ang saklaw ng dalas ng vibrational galvanometer ay mula 5Hz hanggang 1000Hz at mas sensitibo ito sa ibaba 200Hz. Ang saklaw na dalas ng dalas ng daloy ng tuner na amplifier ay mula 10Hz hanggang 100KHz.

Mataas na Boltahe na Schering Bridge Circuit Diagram

Ang mataas na boltahe na Schering bridge circuit diagram ay ipinapakita sa figure sa ibaba. Ang tulay ay binubuo ng apat na braso, sa unang braso, mayroong dalawang hindi kilalang capacitances C1 at C2 na kailangan nating hanapin at ang risistor R1 ay konektado at sa pangalawang braso, ang variable capacitance C4 at ang resistors R3 at R4 ay konektado. Sa gitna ng tulay 'D' detector ay konektado.

“ang ugnayan sa pagitan ng haba ng daluyong at dalas ”

mataas na boltahe-Schering-tulay

Sa pigura, ang 'C1' ay ang capacitor na ang capacitance ay kailangang paunlarin, ang 'R1' ay isang paglaban sa serye na kumakatawan sa pagkawala sa capacitor C1, ang C2 ay isang karaniwang capacitor, 'R3' ay isang non-inductive na paglaban, 'C4 'ay isang variable capacitor, at ang' R4 'ay isang variable na non-inductive na resistensya na kahanay ng variable capacitor na' C4 '.

Sa pamamagitan ng paggamit ng kondisyon ng balanse ng tulay, ang ratio ng impedance na 'Z1 & Z2' ay katumbas ng impedance na 'Z3 & Z4', ito ay ipinahayag bilang

Z1 / Z2 = Z3 / Z4

Z1 * Z4 = Z3 * Z2 ………………… eq (1)

Kung saan MAY_{1 =}R₁+ 1 / jwC₁MAY_{2 =}1 / jwC_dalawaMAY_{3 =}R₃MAY_{4 =}(R₄+ 1 / jwC₄R₄) / (R₄- 1 / jwC₄R₄)

Pinalitan ngayon ang mga halaga ng impedances Z1, Z2, Z3, at Z4 sa equation 1, makakakuha ng mga halaga ng C1 at R1.

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

Sa pamamagitan ng pagpapagaan ng impedance Z4 ay makakakuha

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

MAY_{4 =}R₄/ jwC₄R₄…………… .eq (3)

Ang kapalit na eq (3) sa eq (2) ay makakakuha

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

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

Sa pamamagitan ng pagpapasimple ng equation sa itaas ay makakakuha

(R₁R₄) + (R₄/ jw C₁) = (R₃/ jwC_dalawa) + (R₃* R₄C₄/ C_dalawa) ………… eq (4)

Paghambingin ang totoong mga bahagi R1 R4 at R3 * R4C4 / 2 sa eq (4) ay makakakuha ng hindi kilalang halaga ng pagtutol R1

“ano ang quadrature phase shift keying ”

R1 R4 = R3 * R4C4 / C2

R1 = R3 * C4 / C2 ………… eq (5)

Gayundin ihambing ang mga imahinasyong bahagi R₄/ jw C₁at R₃/ jwC_dalawamakakakuha ng hindi kilalang kapasidad C₁halaga

R₄/ jw C₁= R₃/ jwC_dalawa

R₄/ C₁= R₃/ C_dalawa

C₁= (R₄/ R3) C_dalawa………… eq (6)

Ang isang equation (5) at (6) ay ang hindi kilalang paglaban at hindi kilalang capacitance

Pagsukat ng Tan Delta gamit ang ScheringBridge

Pagkawala ng Dielectric

Sinusuportahan ng isang mahusay na materyal na elektrikal ang iba't ibang halaga ng pag-iimbak ng singil na may kaunting pagwawaldas ng enerhiya sa anyo ng init. Ang pagkawala ng init na ito, na mabisang tinawag bilang pagkawala ng dielectric, ay ang likas na dielectric na paglaganap ng enerhiya. Ito ay na-parameter na ligtas sa mga tuntunin ng pagkawala ng anggulo delta o pagkawala tangent tan delta. Mayroong mahalagang dalawang pangunahing anyo ng pagkawala na maaaring magwawaldas ng enerhiya sa loob ng isang insulator, ang mga ito ay pagkawala ng pagpapadaloy at pagkawala ng dielectric. Sa pagkawala ng pagpapadaloy, ang daloy ng singil sa pamamagitan ng materyal ay nagdudulot ng pagwawaldas ng enerhiya. Halimbawa, ang daloy ng kasalukuyang tagas sa pamamagitan ng insulator. Ang pagkawala ng dielectric ay may gawi na mas mataas sa mga materyales na mayroong mataas na dielectric na pare-pareho

Katumbas na Circuit ng Dielectric

Ipagpalagay natin na, ang anumang materyal na dielectric na nakakonekta sa isang de-kuryenteng circuit bilang isang dielectric sa pagitan ng mga conductor ay gumaganap bilang isang praktikal na kapasitor. Ang katumbas na elektrikal ng naturang sistema ay maaaring idisenyo bilang isang tipikal na lumped na modelo ng elemento, na nagsasama ng isang lossless ideal capacitor sa serye na may paglaban ay kilala bilang isang katumbas na paglaban ng serye o ESR. Lalo na kinakatawan ng ESR ang mga pagkalugi sa capacitor, ang halaga ng ESR ay napakaliit sa isang mahusay na capacitor, at ang halaga ng ESR ay medyo malaki sa isang masamang capacitor.

Kadahilanan ng Disipasyon

Ito ay isang sukatan ng rate ng pagkawala ng enerhiya sa dielectric, dahil sa osilasyon sa materyal na dielectric dahil sa inilapat na boltahe ng AC. Ang katumbasan ng kalidad na kadahilanan ay kilala bilang kadahilanan ng pagwawaldas na kung saan ay ipinahiwatig bilang Q = 1 / D. Ang kalidad ng capacitor ay kilala ng dissipation factor. Ang pormula ng factor ng dissipation ay

D = wR₄C₄

Schering-bridge-phasor-diagram

Para sa interpretasyon ng matematika, tingnan ang diagram ng phasor, ito ang ratio ng ESR at ang capacitance reactance. Kilala rin ito bilang isang tangent ng anggulo ng pagkawala at karaniwang ipinahayag bilang

Tan delta = ESR / X_C

Pagsubok ng Tan Delta

Ang pagsubok ng tan delta ay nagsasagawa sa pagkakabukod ng mga paikot-ikot at mga kable. Ginagamit ang pagsubok na ito upang masukat ang pagkasira ng cable.

Pagsasagawa ng Pagsubok ng Tan Delta

Upang maisagawa ang pagsubok ng tan delta, ang pagkakabukod ng mga kable o paikot-ikot ay upang masubukan, unang ihiwalay at naalis. Mula sa mapagkukunang lakas na dalas ng mababang dalas, inilalapat ang boltahe ng pagsubok at ang mga kinakailangang sukat ay kinukuha ng tan delta controller, at hanggang sa mga rate ng boltahe ng mga kable, ang boltahe ng pagsubok ay nadagdagan sa mga hakbang. Mula sa nasa itaas na diagram ng phasor ng tulay ng Schering, maaari nating kalkulahin ang halaga ng tan delta na tinatawag ding D (Dissipation Factor). Ang tan delta ay ipinahayag bilang

Tan delta = WC₁R₁= W * (C_dalawaR₄/ R3) * (R₃C₄/ C_dalawa) = WC₄R₄

Pagsukat ng Kamag-anak na Permeability na may Schering Bridge

Ang materyal na dielectric na mababa ang pagkamatagusin ay sinusukat sa pamamagitan ng paggamit ng Schering bridge. Ang pag-aayos ng parallel plate ng kamag-anak na pagkamatagusin ay matematika na ipinahayag bilang

e_r₌C_sd / ε₀SA

Kung saan ang 'Cs' ay ang capacitance sinusukat na halaga sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang sa ispesimen bilang dielectric o specimen capacitance, 'd' ang puwang sa pagitan ng mga electrode, 'A' ay ang mga lugar na mabisang electrodes, 'd' ang kapal ng ispesimen, 't' ang puwang sa pagitan ng elektrod at ispesimen, ang 'x' ay ang pagbawas ng paghihiwalay sa pagitan ng electrode at ispesimen, at ε0 ang permittivity ng malayang puwang.

pagsukat-ng-kamag-anak-pagkamatagusin

Ang capacitance sa pagitan ng elektrod at ang ispesimen ay matematikal na ipinahayag bilang

C = C_SC₀/ C_S+ C₀……… eq (a)

Kung saan C_S= ε_re₀A / d C₀= ε₀A / t

Kapalit C_Sat C₀mga halagang makukuha ang equation (a)

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

Ang pagpapahayag ng matematika upang mabawasan ang ispesimen ay ipinapakita sa ibaba

e_r= d / d - x

Ito ang paliwanag sa pagsukat ng kamag-anak na pagkamatagusin sa tulay ng Schering.

Mga Tampok

Ang mga tampok ng Schering bridge ay

“kung paano gamitin ang pid controller ”

Mula sa potensyal na amplifier, isang mataas na supply ng boltahe ang nakuha.
Para sa panginginig ng tulay, ang galvanometer ay ginagamit bilang isang detector
Sa arm ab at ad, inilalagay ang mga capacitor ng mataas na boltahe.
Ang impedance ng braso bc at cd ay mababa at ang mga impedance ng isang arm ab at ad ay mataas.
Ang puntong 'c' sa pigura ay earthed.
Ang braso 'ab' at 'ad' impedance ay pinananatiling mataas.
Sa braso 'ab' at 'ad', ang pagkawala ng kuryente ay napakaliit dahil ang impedance ng arm ab at ad ay mataas.

Mga koneksyon

Ang mga koneksyon ay ibinigay sa Schering bridge circuit kit tulad ng sumusunod.

Ikonekta ang positibong terminal ng input sa positibong terminal ng circuit
Ikonekta ang negatibong terminal ng input sa negatibong terminal ng circuit
Itakda ang halaga ng paglaban R3 sa zero na posisyon at itakda ang halaga ng capacitance na C3 sa zero na posisyon
Itakda ang paglaban R2 hanggang 1000 ohms
I-on ang power supply
Matapos ang lahat ng mga koneksyon na ito makikita mo ang isang pagbabasa sa null detector, ngayon ayusin ang pagtutol ng dekada R1 upang makuha ang minimum na pagbabasa sa digital null detector
Tandaan ang mga pagbasa ng paglaban R1, R2, at capacitance C2, at kalkulahin ang halaga ng hindi kilalang capacitor gamit ang formula
Ulitin ang mga hakbang sa itaas sa pamamagitan ng pagsasaayos ng halaga ng paglaban R2
Panghuli, kalkulahin ang kapasidad at paglaban sa pamamagitan ng paggamit ng formula. Ito ang paliwanag ng pagtatrabaho at mga koneksyon ng Schering bridge

Pag-iingat

Ang ilan sa mga pag-iingat na dapat nating gawin habang nagbibigay ng mga koneksyon sa tulay ay

Siguraduhin na ang boltahe ay hindi dapat lumagpas sa 5 volts
Suriin nang maayos ang mga koneksyon bago i-on ang power supply

Mga Aplikasyon

Ang ilan sa mga aplikasyon ng paggamit ng Schering bridge ay

Ang mga schering bridge ay ginagamit ng mga generator
Ginamit ng mga power engine
Ginamit sa mga pang-industriya na network ng bahay, atbp

Mga kalamangan ng Schering Bridge

Ang mga kalamangan ng tulay ng Schering ay

Kung ikukumpara sa ibang mga tulay, mas mababa ang gastos sa tulay na ito
Mula sa dalas, ang mga equation ng balanse ay libre
Sa mababang boltahe, masusukat nito ang maliliit na capacitor

Mga disadvantages ng Schering Bridge

Mayroong maraming mga kawalan sa mababang boltahe ng Schering bridge, dahil sa mga kawalan na ito ay kinakailangan ang mataas na dalas at boltahe na Schering bridge upang masukat ang maliit na capacitance.

Mga FAQ

1). Ano ang isang baligtad na tulay ng Schering?

Ang tulay ng Schering ay isang uri ng isang alternating kasalukuyang tulay na ginagamit upang masukat ang kapasidad ng mga capacitor.

2). Aling uri ng detector ang ginagamit sa AC tulay?

Ang uri ng detektor na ginamit sa AC tulay ay isang balanseng detektor.

3). Ano ang ibig sabihin ng isang circuit circuit?

Ang circuit circuit ay isang uri ng isang de-koryenteng circuit na binubuo ng dalawang sangay.

4). Para sa anong pagsukat ang ginagamit ang Schering bridge?

Ang tulay ng Schering ay ginagamit upang masukat ang kapasidad ng mga capacitor.

5). Paano mo balansehin ang isang circuit circuit?

Ang circuit circuit ay dapat na balansehin sa pamamagitan ng pagsunod sa dalawang kundisyon ng balanse ang mga ito ay ang laki ng kundisyon ng phase at phase.

Sa artikulong ito, ang pangkalahatang ideya ng Teorya ng tulay ng schering , mga kalamangan, aplikasyon, dehado, koneksyon na ibinigay sa circuit ng tulay, pagsukat ng kamag-anak na pagkamatagusin, mataas na boltahe na Schering Bridge circuit, pagsukat ng tan delta, at mga pangunahing kaalaman ng AC bridge circuit ay tinalakay. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang kadahilanan ng kuryente ng tulay ng Schering?