Мостът на Шеринг е електрическа верига, използвана за измерване на изолационните свойства на електрически кабел и оборудване. Това е верига за променлив ток, разработена от Харалд Ернст Малмстен Шеринг (25 ноември 1880 - 10 април 1959). Най-голямото предимство е, че балансираното уравнение е независимо от честотата. Изходните текущи мостове са мостове с променлив ток, те са най-популярните, удобни и изтъкнати или точни инструменти, използвани за измерване на променливотоково съпротивление, капацитет и индуктивност. Мостовете Ac са точно като DC мостове но разликата между мостовете с променлив ток и мостовете с постоянен ток е в захранването.

Какво е мостът на Шеринг?

Определение: Мостът на Шеринг е един вид мост с променлив ток, който се използва за измерване на неизвестния капацитет, относителната пропускливост, фактора на разсейване и диелектричната загуба на кондензатор. Високото напрежение в този мост се получава чрез използване на повишаващ трансформатор. Основната цел на този мост е да се намери стойност на капацитета. Основният апарат, необходим за свързване, са инструкторски комплект, десетилетен капацитет, мултицет, CRO и пластирни акорди. Формулата, използвана за получаване на стойността на капацитета, е CX = C_две(R₄/ R₃).

Основна верига за променлив ток

В мостовете с променлив ток електропроводите се използват като източник на възбуждане при ниски честоти, осцилатори се използват като източник при високочестотни измервания. Честотният диапазон на осцилатора е от 40 Hz до 125 Hz. AC мостовете не само измерват съпротивлението, капацитета и индуктивността, но също така измерват фактора на мощността и коефициента на съхранение и всички AC мостове се основават на моста Wheatstone. Основната електрическа схема на мост с променлив ток е показана на фигурата по-долу.

basic-ac-bridge-circuit

Основната електрическа схема на мостова верига се състои от четири импеданса Z1, Z2, Z3 и Z4, детектор и източник на променливо напрежение. Детекторът се поставя между точката „b“ и, „d“ и този детектор се използва за балансиране на моста. Източник на променливо напрежение е поставен между точката „а“ и „в“ и той захранва мостовата мрежа. Потенциалът на точка „b“ е същият като потенциалната точка „d“. По отношение на амплитудата и фазата и двете потенциални точки като b & d са равни. Както по величина, така и по фаза, точката от „а“ до „b“ спада на напрежението е равна на точката на спада на напрежението от а до d.

Когато променливотоковите мостове, използвани за измерване при ниски честоти, тогава захранващата линия се използва като източник на захранване и когато измерванията се извършват при високи честоти, тогава електронните осцилатори се използват за захранване. Електронен осцилатор се използва като източник на захранване, честотите, предоставени от осцилатора, са фиксирани, а изходните форми на вълните на електронен осцилатор имат синусоидален характер. Има три вида детектори, използвани в AC мостове, те са слушалки, вибрационни галванометри , и настройваем усилвател вериги.

Има различни честотни диапазони и при това ще се използва определен детектор. Ниският честотен диапазон на слушалките е 250Hz, а високочестотният диапазон е над 3 до 4KHz. Честотният диапазон на вибрационния галванометър е от 5Hz до 1000Hz и е по-чувствителен под 200Hz. Честотният диапазон на регулируемите усилвателни вериги е от 10Hz до 100KHz.

Електрическа схема на моста на Шеринг с високо напрежение

Схемата на моста на Schering за високо напрежение е показана на фигурата по-долу. Мостът се състои от четири рамена, в първото рамо има два неизвестни капацитета C1 и C2, които трябва да намерим и резисторът R1 е свързан, а във второто рамо, променливият капацитет C4 и резисторите R3 и R4 са свързани. В центъра на моста е свързан детектор „D“.

“коя от следните форми на криптография е най -добре внедрена в хардуера ”

мост на Шеринг с високо напрежение

На фигурата „C1“ е кондензаторът, чийто капацитет трябва да бъде развит, „R1“ е последователно съпротивление, представляващо загубата в кондензатора C1, C2 е стандартният кондензатор, „R3“ е неиндуктивно съпротивление, „C4 'е променлив кондензатор, а' R4 'е променливо неиндуктивно съпротивление успоредно с променливия кондензатор' C4 '.

Чрез използване на балансовото състояние на моста, съотношението на импеданса ‘Z1 & Z2’ е равно на импеданса ‘Z3 & Z4’, то се изразява като

Z1 / Z2 = Z3 / Z4

Z1 * Z4 = Z3 * Z2 ………………… екв. (1)

Където С_{1 =}R₁+ 1 / jwC₁С_{2 =}1 / jwC_двеС_{3 =}R₃С_{4 =}(R₄+ 1 / jwC₄R₄) / (R₄- 1 / jwC₄R₄)

Сега заменете стойностите на импедансите Z1, Z2, Z3 и Z4 в уравнение 1, ще получите стойностите на C1 и R1.

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

Чрез опростяване на импеданса Z4 ще получи

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

С_{4 =}R₄/ jwC₄R₄…………… .eq (3)

Заместителят eq (3) в eq (2) ще получи

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

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

Чрез опростяване на горното уравнение ще получите

(R₁R₄) + (R₄/ jw C₁) = (R₃/ jwC_две) + (R₃* R₄° С₄/ ° С_две) ………… eq (4)

Сравнете реалните части R1 R4 и R3 * R4C4 / 2 в eq (4) ще получите неизвестна стойност на съпротивлението R1

“зарядно за телефон с прозорец на слънчева енергия ”

R1 R4 = R3 * R4C4 / C2

R1 = R3 * C4 / C2 ………… екв. (5)

По същия начин сравнете въображаемите части R₄/ jw C₁и R₃/ jwC_двеще получи неизвестен капацитет C₁стойност

R₄/ jw C₁= R₃/ jwC_две

R₄/ ° С₁= R₃/ ° С_две

° С₁= (R₄/ R3) С_две………… eq (6)

Уравнение (5) и (6) са неизвестното съпротивление и неизвестен капацитет

Измерване на делтата на тен с помощта на ScheringBridge

Диелектрична загуба

Ефективният електрически материал поддържа различно количество съхранение на заряд с минимално разсейване на енергия под формата на топлина. Тази загуба на топлина, наречена ефективно диелектрична загуба, е присъщото диелектрично разсейване на енергията. Той е параметризиран безопасно по отношение на ъгъл на загуба делта или тангенс на делтата. По същество има две основни форми на загуба, които могат да разсеят енергията в изолатора, това са загуба на проводимост и диелектрична загуба. При загуба на проводимост потокът от заряд през материала причинява разсейване на енергията. Например, потокът на ток на утечка през изолатора. Диелектричната загуба е по-висока при материали с висока диелектрична константа

Еквивалентна верига на диелектрика

Нека приемем, че всеки диелектричен материал, свързан в електрическа верига като диелектрик между проводниците, действа като практичен кондензатор. Електрическият еквивалент на такава система може да бъде проектиран като типичен модел с фиксиран елемент, който включва идеален кондензатор без загуби последователно със съпротивление, известен като еквивалентно серийно съпротивление или ESR. ESR особено представлява загуби в кондензатора, стойността на ESR е много малка при добър кондензатор, а стойността на ESR е доста голяма при лош кондензатор.

Фактор на разсейване

Това е мярка за скорост на загуба на енергията в диелектрика, поради трептенията в диелектричния материал поради приложеното променливо напрежение. Реципрочният коефициент на качество е известен като фактор на разсейване, който се изразява като Q = 1 / D. Качеството на кондензатора се познава по фактора на разсейване. Формулата на коефициента на разсейване е

D = wR₄° С₄

Схеринг-мост-фазор-диаграма

За математическа интерпретация погледнете фазорната диаграма, това е съотношението на ESR и реактивността на капацитета. Известен е също като тангенс на ъгъла на загуба и често изразен като

Тен делта = ESR / X_{° С}

Изпитване на делта на тен

Изпитването на делта на тен се извършва върху изолацията на намотките и кабелите. Това тестване се използва за измерване на влошаването на състоянието на кабела.

Извършване на тестване на Tan Delta

За да се извърши тестването на делта на тен, трябва да се тества изолацията на кабелите или намотките, първо се изолира и се разедини. От нискочестотния източник на захранване се прилага тестовото напрежение и необходимите измервания се правят от контролера на делтата на тен, а до номиналното напрежение на кабелите тестовото напрежение се увеличава на стъпки. От горната фазова диаграма на моста на Шеринг можем да изчислим стойността на делтата на тен, която също се нарича D (дисипационен фактор). Делтата на тен се изразява като

Тен делта = тоалетна₁R₁= W * (С_двеR₄/ R3) * (R₃° С₄/ ° С_две) = WC₄R₄

Измерване на относителната пропускливост с мост на Шеринг

Ниската пропускливост на диелектричния материал се измерва с помощта на моста на Шеринг. Паралелното разположение на плочата на относителната пропускливост се изразява математически като

д_r₌° С_сd / ε₀ДА СЕ

Когато „Cs“ е измерената стойност на капацитета, като се вземе предвид образецът като диелектрик или капацитет на образеца, „d“ е пространството между електродите, „A“ е ефективната площ на електродите, „d“ е дебелината на образеца, „t“ е междината между електрода и образеца, 'x' е намаляването на разделянето между електрода и образеца, а ε0 е диелектричната проницаемост на свободното пространство.

измерване на относителна пропускливост

Капацитетът между електрода и образеца е математически изразен като

С = С_С° С₀/ ° С_С+ C₀……… eq (a)

Където ° С_С= ε_rд₀A / d C₀= ε₀A / t

“какво е портове в компютъра ”

Заместител C_Си С₀стойности в уравнението (а) ще получат

С = (напр_rд₀A / d) (д₀A / t) / (напр_rд₀A / d) + (напр₀A / t)

Математическият израз за намаляване на образеца е показан по-долу

д_r= d / d - x

Това е обяснението на измерването на относителната пропускливост с моста на Шеринг.

Характеристика

Характеристиките на моста на Шеринг са

От потенциалния усилвател се получава захранване с високо напрежение.
За вибрациите на моста галванометърът се използва като детектор
В рамената ab и ad се поставят кондензаторите с високо напрежение.
Импедансът на рамото bc и cd са ниски, а импедансите на рамото ab и ad са високи.
Точката „c“ на фигурата е заземена.
Импедансът на рамото „ab“ и „ad“ се поддържа високо.
В рамото „ab“ и „ad“ загубата на мощност е много малка, тъй като импедансът на рамената ab и ad е висок.

Връзки

Връзките бяха дадени на мостовия комплект на Шеринг, както следва.

Свържете положителния извод на входа към положителния извод на веригата
Свържете отрицателния извод на входа към отрицателния извод на веригата
Задайте стойността на съпротивлението R3 на нулево положение и задайте стойността на капацитета C3 на нулево положение
Настройте съпротивлението R2 на 1000 ома
Включете захранването
След всички тези връзки ще видите отчитане в нулевия детектор, сега коригирайте десетилетото съпротивление R1, за да получите минималното отчитане в цифровия нулев детектор
Запишете показанията на съпротивлението R1, R2 и капацитета C2 и изчислете стойността на неизвестния кондензатор, използвайки формулата
Повторете горните стъпки, като регулирате стойността на R2 на съпротивлението
И накрая, изчислете капацитета и съпротивлението, като използвате формулата. Това е обяснението на работата и връзките на моста на Шеринг

Предпазни мерки

Някои от предпазните мерки, които трябва да вземем, докато даваме връзки с моста, са

Уверете се, че напрежението не трябва да надвишава 5 волта
Проверете правилно връзките, преди да включите захранването

Приложения

Някои от приложенията на използването на моста на Schering са

Мостове на Шеринг, използвани от генератори
Използва се от силови двигатели
Използва се в домашни промишлени мрежи и др

Предимства на моста на Шеринг

Предимствата на моста на Шеринг са

В сравнение с други мостове, цената на този мост е по-малка
От честотата уравненията на баланса са безплатни
При ниско напрежение може да измерва малки кондензатори

Недостатъци на моста на Шеринг

Има няколко недостатъка в моста на Шеринг с ниско напрежение, поради тези недостатъци са необходими мостът на Шеринг с висока честота и напрежение за измерване на малкия капацитет.

Често задавани въпроси

1). Какво представлява обърнат мост на Шеринг?

Мостът на Шеринг е един вид мост с променлив ток, който се използва за измерване на капацитета на кондензаторите.

2). Кой тип детектор се използва в мостове с променлив ток?

Типът детектор, използван в AC мостове, е балансиран детектор.

3). Какво се разбира под мостова верига?

Мостовата верига е един вид електрическа верига, която се състои от два клона.

4). За какво измерване се използва мостът на Schering?

Мостът на Schering се използва за измерване на капацитета на кондензаторите.

5). Как балансирате мостова верига?

Мостовата верига трябва да бъде балансирана, като се спазват двете условия на баланс, които са състоянието на големината и фазовия ъгъл.

В тази статия, преглед на Теория на моста на Шеринг , обсъждат се предимства, приложения, недостатъци, връзки, дадени на мостовата верига, измерване на относителната пропускливост, мостова верига на Шеринг с високо напрежение, измерване на делтата на tan и основи на мостовата верига на променлив ток. Ето въпрос към вас, какъв е коефициентът на мощност на моста на Шеринг?