Umea wa Schering Bridge kwa Kutathmini Capacitance kutumia Schering Bridge

Mwongozo wa Schering Bridge

Daraja hii hutumiwa kufanya upimaji wa capacitance ya capacitor, factor wa dissipation na upimaji wa relative permittivity. Tufikirie mzunguko wa Schering bridge kama inavyoonekana chini:
Hapa, c1 ni capacitance isiyojulikana ambayo yetu tafuta thamani yake na resistance ya mkurugenzi r1.

c2 ni capacitor standard.
c4 ni capacitor variable.
r3 ni resistor safi (yaani sio inductive).
Na r4 ni resistor variable ambayo imeunganishwa parallel na capacitor variable c4. Sasa, umeme unatumika kwenye daraja kati ya namba a na c. Detector unaunganishwa kati ya b na d. Kutokana na teoria ya ac bridges tunajua kwamba katika hali ya balance,

Kutumia thamani za z1, z2, z3 na z4 katika equation yenye juu, tunapata

Kutokana na real na imaginary parts na kutengeneza, tunapata,

Tufikirie diagram ya phasor ya mzunguko wa juu wa Schering bridge na tuweke voltage drops kati ya ab,bc,cd na ad kama e1, e3,e4 na e2 kwa hiari. Kutokana na diagram ya phasor ya Schering bridge, tunaweza kupata thamani ya tanδ ambayo pia inatafsiriwa kama dissipation factor.

Equation ambayo tumepata hapo juu ni rahisi na dissipation factor inaweza kupata kwa urahisi. Sasa tutakusudia Schering Bridge ya high voltage kwa undani. Kama tulivyotumaini Schering bridge ya simple (ambayo hutumia umeme wa chini) hutumiwa kufanya upimaji wa dissipation factor, capacitance na upimaji wa properties nyingine za materials zenye insulating kama insulating oil na kadhalika. Ni nini haja ya Schering Bridge ya high voltage? Jibu la swali hili ni rahisi, kwa upimaji wa capacitance ndogo tunahitaji kuweka umeme wa juu na kiwango cha juu kulingana na umeme wa chini ambayo ina changamoto nyingi. Tufikirie features zingine za Schering Bridge ya high voltage hii:

1. Mikono ya daraja ya ab na ad yanayostahimili capacitors tu kama inavyoelezwa kwenye daraja ifuatayo na impedances zao ni kubwa zaidi kuliko impedances za bc na cd. Mikono ya bc na cd yanazostahimili resistor r3 na parallel combination ya capacitor c4 na resistor r4 kwa hiari. Kwa sababu impedances za bc na cd ni ndogo, drop kati ya bc na cd ni ndogo. Namba ya c imetengenezwa, hivyo umeme wa juu kati ya bc na dc ni viwango chache vya juu kwenye namba ya c.

2. Umeme wa juu unapopatikana kutoka transformer 50 Hz na detector katika daraja hii ni vibration galvanometer.

3. Impedances za mikono ya ab na ad ni kubwa sana, kwa hiyo circuit hii hutumia current ndogo, kwa hiyo power loss ni ndogo lakini kwa sababu ya current ndogo hii tunahitaji detector mzuri sana kutoa hii current ndogo.

4. Capacitor standard c2 ana gas compressed ambayo inafanya kazi kama dielectric, kwa hiyo dissipation factor unaweza kutathmini kama sifuri kwa compressed air. Earthed screens zimepatikana kati ya mikono ya juu na chini ya daraja ili kuzuia errors zinazotokea kwa inter capacitance.

Tufikirie jinsi Schering bridge hupima relative permittivity: Kupimia relative permittivity, tunahitaji kwanza kupima capacitance ya capacitor ndogo na specimen kama dielectric. Na kutokana na thamani hii ya capacitance imetathmini, relative permittivity inaweza kupata kwa urahisi kutumia relation rahisi:

Hapa, r ni relative permeability.
c ni capacitance na specimen kama dielectric.
d ni umbali kati ya electrodes.
A ni eneo lake la kabisa la electrodes.
na ε ni permittivity ya free space.
Kuna njia nyingine ya kupata relative permittivity ya specimen kwa kubadilisha electrode spacing. Tufikirie diagram ifuatayo chini

Hapa A ni eneo la electrode.
d ni ubure buvu wa specimen.
t ni gap kati ya electrode na specimen (hapa gap hii imejaza na compressed gas au air).
cs ni capacitance ya specimen.
co ni capacitance kutokana na spacing kati ya electrode na specimen.
c ni combination effective ya cs na co.

Kutokana na figure ya juu, kwa sababu vifo vya capacitors vinavyoundwa series,

εo ni permittivity ya free space, εr ni relative permittivity, wakati tunatengeneza specimen na spacing readjusted kufanya thamani sawa ya capacitance, expression ya capacitance inabadilika kwa

Kutokana na (1) na (2), tunapata expression ya mwisho ya εr kama:

Taarifa: Heshimu asilimia, vitabu vyenye maana ni vizuri kushiriki, ikiwa kuna ushindani tafadhali wasiliana ili kufuta.