کیپیسٹنس کے میپرنگ کا شیرنگ برج کا استعمال کرتے ہوئے پیمائش

شیرنگ برج نظریہ

یہ پل جس کی کیپیسٹنس کی میزاج کرنے، ڈسپیشن فیکٹر کی میزاج کرنے اور ریلیٹیو پرمٹیوٹی کی میزاج کرنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ چلو ہم نیچے دکھائے گئے شیرنگ برج کے سرکٹ کو سمجھتے ہیں:
یہاں، c1 وہ نامعلوم کیپیسٹنس ہے جس کی قدر معلوم کرنی ہے سیریز میں الیکٹرکل ریزسٹنس r1 کے ساتھ۔

c2 ایک معیاری کیپیسٹر ہے۔
c4 ایک متغیر کیپیسٹر ہے۔
r3 ایک خالص ریزسٹر ہے (یعنی غیر انڈکٹوی طبیعت کا)۔
اور r4 ایک متغیر غیر انڈکٹوی ریزسٹر ہے جو متغیر کیپیسٹر c4 کے ساتھ متوازی طور پر منسلک ہے۔ اب سپلائی پوائنٹس a اور c کے درمیان دیا جاتا ہے۔ ڈیٹیکٹر پوائنٹس b اور d کے درمیان منسلک ہوتا ہے۔ ac برجز کے نظریہ کے مطابق، توازن کی صورت میں،

زی1، زی2، زی3 اور زی4 کے قدر کو اوپر دی گئی مساوات میں ڈالنے سے ہم کو ملتا ہے

حقیقی اور تخیلی حصوں کو برابر رکھتے ہوئے اور الگ کرتے ہوئے ہم کو ملتا ہے

آئیے اب ہم اوپر دی گئی شیرنگ برج کے فیزور ڈائیگرام پر غور کریں اور ab,bc,cd اور ad پر وولٹیج ڈراپ کو e1, e3,e4 اور e2 کے طور پر نشان زد کریں۔ اوپر دی گئی شیرنگ برج کے فیزور ڈائیگرام سے ہم tanδ کی قدر کا حساب لگاسکتے ہیں جسے ڈسپیشن فیکٹر بھی کہا جاتا ہے۔

جو مساوات ہم نے اوپر تیار کی ہے وہ بہت آسان ہے اور ڈسپیشن فیکٹر کا حساب بہت آسانی سے لگایا جا سکتا ہے۔ اب ہم عالی وولٹیج شیرنگ برج کے بارے میں تفصیل سے بات کرنے والے ہیں۔ جیسے جیسے ہم نے بات کی کہ سادہ شیرنگ برج (جو کم وولٹیج استعمال کرتا ہے) ڈسپیشن فیکٹر، کیپیسٹنس اور مزینگ مواد کی دیگر خصوصیات کی پیمائش کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ عالی وولٹیج شیرنگ برج کی ضرورت کیوں ہے؟ اس سوال کا جواب بہت آسان ہے، چھوٹی کیپیسٹنس کی پیمائش کے لیے ہمیں کم وولٹیج کے مقابلے میں زیادہ وولٹیج اور فریکوئنسی کی ضرورت ہوتی ہے جس کو کئی نقصانات ہوتے ہیں۔ آئیے اب عالی وولٹیج شیرنگ برج کی مزید خصوصیات پر غور کریں:

1. بریج کے بازو ab اور ad صرف کنڈینسرز پر مشتمل ہیں جیسا کہ نیچے دیا گیا بریج میں دکھایا گیا ہے اور ان دونوں بازوں کی زد واردات bc اور cd کی زد واردات کے مقابلے میں بہت زیادہ ہوتی ہیں۔ بازو bc اور cd میں ریزسٹر r3 اور کنڈینسر c4 اور ریزسٹر r4 کا متوازی ترکیب موجود ہے۔ کیونکہ bc اور cd کی زد واردات بہت چھوٹی ہوتی ہیں لہذا bc اور cd پر ڈراپ بہت چھوٹا ہوتا ہے۔ نقطہ c زمین پر ہے، تاکہ bc اور dc کے درمیان ولٹیج نقطہ c سے کچھ ولٹ آگے ہو۔

2. عالی ولٹیج کی فراہمی ایک 50 Hz کے ٹرانسفارمر سے حاصل کی جاتی ہے اور اس بریج میں ڈیٹیکٹر ایک ویبریشن گالوانومیٹر ہے۔

3. بازو ab اور ad کی زد واردات بہت زیادہ ہوتی ہیں لہذا یہ سرکٹ کم کرنٹ کشیدہ کرتا ہے اس لئے طاقت کا نقصان کم ہوتا ہے لیکن اس کم کرنٹ کی وجہ سے ہمیں اس کم کرنٹ کو ڈیٹیکٹ کرنے کے لئے بہت حساس ڈیٹیکٹر کی ضرورت ہوتی ہے۔

4. فکسڈ معیاری کنڈینسر c2 میں دابیت ہوئی گیس موجود ہے جو ڈائی الیکٹرک کے طور پر کام کرتی ہے اس لئے دابیت ہوئی ہوا کے لئے ڈسپیشن فیکٹر کو صفر لیا جا سکتا ہے۔ بریج کے عالی اور کم بازو کے درمیان زمین شدہ سکرین رکھی جاتی ہیں تاکہ درمیانی کنڈینسنس کی وجہ سے ہونے والے خرابیوں کو روکا جا سکے۔

چلیم کہ سیرنگ برج نسبتاً پرمٹیوٹی کیسے ناپتا ہے: نسبتاً پرمٹیوٹی کا پیمائش کرنے کے لئے، ہمیں پہلے چھوٹے کیپیسٹر کی کیپیسٹنس کی پیمائش کرنی ہوتی ہے جس کا ڈائی الیکٹرک نمونہ ہوتا ہے۔ اور اس ملا کی گئی کیپیسٹنس کی قدر سے نسبتاً پرمٹیوٹی آسانی سے بہت سادہ تعلق استعمال کرتے ہوئے کلک کی جا سکتی ہے:

جہاں، r نسبتاً پرماہیت ہے۔
c ڈائی الیکٹرک کے طور پر نمونہ کے ساتھ کیپیسٹنس ہے۔
d الیکٹروڈز کے درمیان فاصلہ ہے۔
A الیکٹروڈز کا کل رقبہ ہے۔
اور ε خالی جگہ کی پرمٹیوٹی ہے۔
نمونے کی نسبتاً پرمٹیوٹی کا حساب لگانے کا دوسرا طریقہ الیکٹروڈز کے درمیان فاصلہ بدل کر ہے۔ ہم نیچے دیئے گئے نقشہ کو دیکھتے ہیں

یہاں A الیکٹروڈ کا رقبہ ہے۔
d نمونے کی ضخامت ہے۔
t الیکٹروڈ اور نمونے کے درمیان فاصلہ ہے (یہاں یہ فاصلہ دبانے والے گیس یا ہوا سے بھرا ہوتا ہے)۔
cs نمونے کی کیپیسٹنس ہے۔
co الیکٹروڈ اور نمونے کے درمیان فاصلے کی وجہ سے کیپیسٹنس ہے۔
c cs اور co کا موثر مجموعہ ہے۔

اوپر دیئے گئے شکل سے، دو کیپیسٹرز سیریز میں منسلک ہیں،

εo خالی جگہ کی پرمٹیوٹی ہے، εr نسبتاً پرمٹیوٹی ہے، جب ہم نمونہ ہٹا دیتے ہیں اور فاصلہ دوبارہ ترتیب دیتے ہیں تاکہ کیپیسٹنس کی ایک ہی قدر رکھی جا سکے، تو کیپیسٹنس کا مظہر کم ہو جاتا ہے

(1) اور (2) کو مساوی کرنے پر، ہمیں εr کے لئے آخری مظہر ملتا ہے:

ایک بیان: اصل کو تحفظ دے، اچھے مضامین کو شئیر کرنے کے قابل ہیں، اگر کسی کے حقوق کی تجاوز ہو تو متعلقہ حذف کرنے کی درخواست کریں۔