Schering-ponto mezuro de kapacitanto uzante Schering-ponton

Teorio De Scheringa Ponta

Ĉi tiu pondo estas uzata por mezuri la kapacitecon de la kapacitoro, disipan faktoron kaj mezuron de relativa permittiveco. Konsideru la cirkvitan de Scheringa ponta montrita sube:
Ĉi tie, c1 estas la nekonata kapaciteco, kies valoro devas esti determinita kun serio elektra rezisto r1.

c2 estas norma kapacitoro.
c4 estas variabla kapacitoro.
r3 estas pura rezisto (t.e. ne induktiva nature).
Kaj r4 estas variabla ne induktiva rezisto konektita paralele kun variabla kapacitoro c4. Nun la provizado estas donita al la ponto inter la punktoj a kaj c. La detektilo estas konektita inter b kaj d. El la teorio de akustikaj pontoj ni havas je ekvilibra kondiĉo,

Substituante la valorojn de z1, z2, z3 kaj z4 en la supre mencitita ekvacio, ni ricevas

Egaleco de la reela kaj imaginara partoj kaj la separigo ni ricevas,

Konsideru la fazor-diagramon de la supre menciita Sheringa ponta cirkvito kaj marku la voltaĵ-falrojn trans ab,bc,cd kaj ad kiel e1, e3,e4 kaj e2 respektive. El la supre menciita Scheringa ponta fazor-diagramo, ni povas kalkuli la valoron de tanδ kiu ankaŭ estas nomata disipa faktoro.

La ekvacio kiun ni derivis supre estas tre simpla kaj la disipa faktoro povas esti facile kalkulita. Nun ni diskutos la alta tensia Scheringan ponton en detalo. Kiel ni diskutis, simpla scheringa ponto (kiu uzas malaltajn tensojn) estas uzata por mezuri disipa faktoron, kapacitecon kaj mezuron de aliaj ecoj de izolantaj materialoj kiel izolanta oleo etc. Kial necesas alta tensia scheringa ponto? La respondo al ĉi tiu demando estas tre simpla, por la mezuro de malgranda kapaciteco ni bezonas apliki altan tension kaj altan frekvencan kompare al malalta tensio kiu suferas multajn nedevindajojn. Diskutu pli da trajtoj de ĉi tiu alta tensia Scheringa Ponto:

1. La brakoj ab kaj ad konsistas nur el kapacitoroj kiel montrite la ponto sube kaj impedancoj de ĉi tiuj du brakoj estas tre grandaj kompare al la impedancoj de bc kaj cd. La brakoj bc kaj cd enhavas reziston r3 kaj paralelan kombinaĵon de kapacitoro c4 kaj rezisto r4 respektive. Ĉar impedancoj de bc kaj cd estas tre malgrandaj do falro trans bc kaj cd estas malgranda. La punkto c estas terigita, do ke la volto trans bc kaj dc estas kelkaj voltoj super la punkto c.

2. La alta tensio provizado estas akirita el  transformilo 50 Hz kaj la detektilo en ĉi tiu ponto estas vibranta galvanometro.

3. La impedancoj de brakoj ab kaj ad estas tre grandaj do ĉi tiu cirkvito traktas malaltan kuranton pro tio la energiperdo estas malgranda sed pro ĉi tiu malalta kuranto ni bezonas tre sensilan detektilon por detekti ĉi tiun malaltan kuranton.

4. La fiksita norma kapacitoro c2 havas komprimitan gason kiu funkcias kiel dielektriko do la disipa faktoro povas esti prenita kiel nul por komprimita aero. Terigitaj skermo estas metitaj inter alta kaj malalta brako de la ponto por eviti erarojn kaŭzitajn pro interkapacito.

Studu kiel Scheringa Ponto mezuras relativan permittivecon: Por mezuri la relativan permittivecon, ni devas unue mezuri la kapacitecon de malgranda kapacitoro kun specimeno kiel dielektriko. Kaj el ĉi tiu mezurita valoro de kapaciteco la relativa permittiveco povas esti facile kalkulita per uzo de tre simpla rilato:

Kie, r estas relativa permebleco.
c estas la kapaciteco kun specimeno kiel dielektriko.
d estas la spaco inter la elektrodoj.
A estas la neta areo de elektrodoj.
kaj ε estas permittiveco de libera spaco.
Eksistas alia maniero kalkuli la relativan permittivecon de la specimeno per ŝanĝo de elektrod-spaco. Konsideru diagramon montritan sube

Ĉi tie A estas la areo de elektrodo.
d estas la dikiĝo de la specimeno.
t estas la interspaco inter la elektrodo kaj specimeno (ĉi tie ĉi tiu interspaco estas plenigita per komprimita gaso aŭ aero).
cs estas la kapaciteco de specimeno.
co estas kapaciteco pro interspaco inter elektrodo kaj specimeno.
c estas efektiva kombinaĵo de cs kaj co.

El la figuro supre, kiel du kapacitoroj estas konektitaj en serie,

εo estas permittiveco de libera spaco, εr estas relativa permittiveco, kiam ni forigas specimeno kaj la spacon reajustas por havi saman valoron de kapaciteco, la esprimo por kapaciteco reduktiĝas al

Je egaleco de (1) kaj (2), ni ricevos la finan esprimon por de εr kiel: