შერინგის ხაზოვანი კაპაციტურის ზომვა შერინგის ხაზოვანით

შერინგის ბრიჯის თეორია

ამ ბრიჯით ზომავენ კაპაციტორის კაპაციტურობა, დისიპაციური ფაქტორი და შესაბამისი პერმიტივობის ზომვა. განვიხილოთ შერინგის ბრიჯის სქემა, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ:
აქ c1 არის უცნობი კაპაციტორი, რომლის მნიშვნელობა უნდა დადგინდეს სერიით შეერთებული ელექტრული წინააღმდეგობით r1.

c2 არის სტანდარტული კაპაციტორი.
c4 არის ცვლადი კაპაციტორი.
r3 არის წინააღმდეგობა (ი.ე. არაინდუქტიური ნაკადი).
და r4 არის ცვლადი არაინდუქტიური წინააღმდეგობა, რომელიც შეერთებულია პარალელურად ცვლად კაპაციტორთან c4. ახლა საწყობი მიეცია ბრიჯს a და c წერტილებს შორის. დეტექტორი შეერთებულია b და d წერტილებს შორის. ა.კ. ბრიჯების თეორიიდან ვიცით, რომ ბალანსის პირობისთვის,

z1, z2, z3 და z4 მნიშვნელობების ჩასმით ზემოთ მოყვანილ განტოლებაში, მივიღებთ

რეალური და წარმოსახვითი ნაწილების ტოლებით და გამოყოფით მივიღებთ,

განვიხილოთ შერინგის ბრიჯის ფაზორული დიაგრამა და დავამახასიათოთ ძრავები ab, bc, cd და ad შესაბამისად e1, e3, e4 და e2. შერინგის ბრიჯის ფაზორული დიაგრამიდან შეგვიძლია გამოვთვალოთ tanδ, რომელიც ასევე ეწოდება დისიპაციურ ფაქტორს.

ზემოთ მოყვანილი განტოლება საკმარისად მარტივია და დისიპაციური ფაქტორი სავარაუდოდ მარტივად გამოითვლება. ახლა ვისაუბრებთ დიდი დარტყმის შერინგის ბრიჯზე. როგორც ვისაუბრეთ, რომ მარტივი შერინგის ბრიჯი (რომელიც იყენებს დაბალ დარტყმებს) გამოიყენება დისიპაციური ფაქტორის, კაპაციტურობის და დამატებითი საკვების საშუალებით ზომვაში, როგორიცაა იზოლაციური ნათელი და ა.შ. რატომ გვჭირდება დიდი დარტყმის შერინგის ბრიჯი? ამ კითხვის პასუხი საკმარისად მარტივია, პატარა კაპაციტორის ზომვისთვის ჩვენ გვჭირდება დიდი დარტყმა და დიდი სიხშირე დაბალ დარტყმაზე შედარებით, რაც იწყებს ბევრ დამაკარგებელ სამყაროს. განვიხილოთ დიდი დარტყმის შერინგის ბრიჯის უფრო დეტალები:

1. ბრიჯის კუთხეები ab და ad შედგება მხოლოდ კაპაციტორებისგან, როგორც აღნიშნულია ქვემოთ მოყვანილ ბრიჯში, და ამ ორი კუთხის იმპედანსი შედარებით დიდია bc და cd კუთხეების იმპედანსთან. bc და cd კუთხეებში შეერთებულია წინააღმდეგობა r3 და პარალელურად კაპაციტორი c4 და წინააღმდეგობა r4 შესაბამისად. რადგან bc და cd კუთხეების იმპედანსები შედარებით პატარაა, მათზე დაშვებული ძრავა პატარაა. წერტილი c დედამიწასთან შეერთებულია, ასე რომ, bc და dc წერტილებს შორის ძრავა რამდენიმე ვოლტით აღემატება წერტილს c-ს.

2. დიდი დარტყმა იღება 50 Hz ტრანსფორმატორიდან და ამ ბრიჯში დეტექტორი არის ვიბრაციული გალვანომეტრი.

3. ab და ad კუთხეების იმპედანსები შედარებით დიდია, ასე რომ, ეს სქემა დარტყმის დაბალი სიდიდით იმოქმედებს და სიმძიმე დაკარგვა დაბალია, მაგრამ დარტყმის დაბალი სიდიდის გამო ჩვენ გვჭირდება ძალიან სენსიტიური დეტექტორი ამ დარტყმის დასარწმუნებლად.

4. სტანდარტული კაპაციტორი c2 აქვს დაჭერილი აირი, რომელიც მუშაობს როგორც დიელექტრიკა, ასე რომ, დაჭერილი აირის დისიპაციური ფაქტორი შეიძლება ითვლეს ნულოვანად. დედამიწასთან შეერთებული ეკრანები მდებარეობენ ბრიჯის დიდ და პატარა კუთხეებს შორის ინტერკაპაციტური შეცდომების ასარიდელად.

განვიხილოთ, როგორ ზომავს შერინგის ბრიჯი შესაბამისი პერმიტივობა: შესაბამისი პერმიტივობის ზომვისთვის ჩვენ გვჭირდება პირველად დავზომოთ პატარა კაპაციტორის კაპაციტურობა სანგებით როგორც დიელექტრიკა. და ამ ზომილი კაპაციტურობის საშუალებით შესაბამისი პერმიტივობა შეიძლება მარტივად გამოითვალოს შემდეგი მარტივი კავშირით:

სადაც, r არის შესაბამისი პერმიტივობა.
c არის კაპაციტურობა სანგებით როგორც დიელექტრიკა.
d არის ელექტროდებს შორის სივრცე.
A არის ელექტროდების საერთო ფართობი.
და