Scheringov most je električni krug koji se koristi za mjerenje izolacijskih svojstava električnog kabela i opreme. To je krug izmjeničnog mosta koji je razvio Harald Ernst Malmsten Schering (25. studenoga 1880. - 10. travnja 1959.). Najveća je prednost što uravnotežena jednadžba ne ovisi o frekvenciji. Izvorni trenutni mostovi su AC mostovi, oni su najpopularniji, najprikladniji i najistaknutiji ili precizniji instrumenti, koji se koriste za mjerenje otpora izmjenične struje, kapaciteta i induktivnosti. Mostovi Ac su poput DC-a mostovi ali razlika između mostova izmjenične i istosmjerne struje je napajanje.

Što je Scheringov most?

Definicija: Scheringov most je jedna vrsta AC mosta koji se koristi za mjerenje nepoznatog kapaciteta, relativne propusnosti, faktora rasipanja i dielektričnog gubitka kondenzatora. Visoki napon u ovom mostu dobiva se pomoću pojačanog transformatora. Glavni cilj ovog mosta je pronaći vrijednost kapacitivnosti. Glavni uređaji potrebni za spajanje su pribor za treniranje, desetljetna kapacitivna kutija, multimetar, CRO i patch akordi. Formula koja se koristi za dobivanje vrijednosti kapacitivnosti je CX = C_dva(R.₄/ R₃).

Osnovni krug izmjeničnog mosta

U AC mostovima, dalekovodi se koriste kao izvor pobude na niskim frekvencijama, oscilatori koriste se kao izvor pri visokofrekventnim mjerenjima. Frekvencijski raspon oscilatora je od 40 Hz do 125 Hz. AC mostovi ne mjere samo otpor, kapacitet i induktivitet, već također mjere faktor snage i faktor pohrane, a svi AC mostovi temelje se na Wheatstoneovom mostu. Osnovni dijagram mosta izmjenične struje prikazan je na donjoj slici.

osnovni-izmjenični-most-sklop

Osnovni dijagram sklopa izmjeničnog mosta sastoji se od četiri impedancije Z1, Z2, Z3 i Z4, detektora i izvora izmjeničnog napona. Detektor se postavlja između točke 'b' i, 'd' i ovaj detektor služi za uravnoteženje mosta. Izvor izmjeničnog napona smješten je između točke 'a' i 'c' i on napaja mrežu mosta. Potencijal točke 'b' jednak je potencijalu točke 'd'. Što se tiče amplitude i faze, obje su potencijalne točke poput b & d jednake. I u veličini i u fazi, točka 'a' do 'b' pada napona jednaka je točki pada napona od a do d.

Kada se izmjenični mostovi koriste za mjerenje na niskim frekvencijama, tada se dalekovod koristi kao izvor napajanja, a kada se mjerenja vrše na visokim frekvencijama, tada se za napajanje koriste elektronički oscilatori. Elektronički oscilator koristi se kao izvor napajanja, frekvencije koje daje oscilator su fiksne, a izlazni valni oblici elektroničkog oscilatora su sinusoidne prirode. Postoje tri vrste detektora koji se koriste u AC mostovima, oni su slušalice, vibracijski galvanometri i prilagodljivo pojačalo sklopovi.

Postoje različiti rasponi frekvencija i u tome će se koristiti određeni detektor. Donji frekvencijski opseg slušalica je 250Hz, a visokofrekventni je iznad 3 do 4KHz. Raspon frekvencija vibracijskog galvanometra je od 5Hz do 1000Hz, a osjetljiviji je ispod 200Hz. Frekvencijski raspon prilagodljivih krugova pojačala je od 10Hz do 100KHz.

Šema visokonaponskog Scheringovog mosta

Šema visokonaponskog Scheringovog mosta prikazana je na donjoj slici. Most se sastoji od četverokraka, u prvom kraku nalaze se dva nepoznata kapaciteta C1 i C2 koje moramo pronaći i otpor R1 je povezan, a u drugi krak promjenjivi kapacitet C4 i otpornici R3 i R4. U središtu mosta spojen je detektor 'D'.

“DC generator vs generator izmjenične struje ”

visokonaponski-Scheringov most

Na slici je 'C1' kondenzator čiji kapacitet treba razviti, 'R1' je serijski otpor koji predstavlja gubitak u kondenzatoru C1, C2 je standardni kondenzator, 'R3' je neinduktivni otpor, 'C4 'je promjenjivi kondenzator, a' R4 'promjenjivi neinduktivni otpor paralelno s promjenjivim kondenzatorom' C4 '.

Korištenjem stanja ravnoteže mosta, omjer impedancije 'Z1 i Z2' jednak je impedanciji 'Z3 & Z4', izražava se kao

Z1 / Z2 = Z3 / Z4

Z1 * Z4 = Z3 * Z2 ………………… eq (1)

Gdje S_{1 =}R₁+ 1 / jwC₁S_{2 =}1 / jwC_dvaS_{3 =}R₃S_{4 =}(R.₄+ 1 / jwC₄R₄) / (R₄- 1 / jwC₄R₄)

Zamijenite sada vrijednosti impedancija Z1, Z2, Z3 i Z4 u jednadžbi 1, dobit će vrijednosti C1 i R1.

(R.₁+ 1 / jw C₁) [(R₄+ 1 / jwC₄R₄) / (R₄- 1 / jwC₄R₄)] = R₃(1 / jwC_dva) ……… .. eq (2)

Pojednostavljivanjem impedancije Z4 će dobiti

S_{4 =}(R.₄+ 1 / jwC₄R₄) / (R₄- 1 / jwC₄R₄)

S_{4 =}R₄/ jwC₄R₄…………… .eq (3)

Zamjenski eq (3) u eq (2) će dobiti

(R.₁+ 1 / jw C₁) (R₄/ jwC₄R₄) = R₃(1 / jwC_dva)

(R.₁R₄) + (R₄/ jw C₁) = (R₃/ jwC_dva) (1+ jwC₄R₄)

Pojednostavljivanjem gornje jednadžbe dobit ćemo

(R.₁R₄) + (R₄/ jw C₁) = (R₃/ jwC_dva) + (R₃* R₄C₄/ C_dva) ………… eq (4)

Usporedite stvarne dijelove R1 R4 i R3 * R4C4 / 2 u eq (4) dobit će nepoznatu vrijednost R1 otpora

“električni zaštitni uređaji dizajnirani su tako da se automatski ”

R1 R4 = R3 * R4C4 / C2

R1 = R3 * C4 / C2 ………… eq (5)

Slično usporedite zamišljene dijelove R₄/ jw C₁i R₃/ jwC_dvadobit će nepoznati kapacitet C₁vrijednost

R₄/ jw C₁= R₃/ jwC_dva

R₄/ C₁= R₃/ C_dva

C₁= (R₄/ R3) C_dva………… eq (6)

Jednadžba (5) i (6) su nepoznati otpor i nepoznati kapacitet

Mjerenje tan tante pomoću ScheringBridge-a

Dielektrični gubici

Učinkovit električni materijal podržava različitu količinu napunjenosti s minimalnim rasipanjem energije u obliku topline. Ovaj gubitak topline, koji se učinkovito naziva dielektrični gubitak, dielektrično je svojstveno rasipanju energije. Sigurnosno se parametrizira u smislu delte kuta gubitka ili tangente tangente gubitka. U osnovi postoje dva glavna oblika gubitka koji mogu rasipati energiju unutar izolatora, to su gubici vodljivosti i dielektrični gubici. U gubitku vodljivosti, protok naboja kroz materijal uzrokuje rasipanje energije. Na primjer, protok struje propuštanja kroz izolator. Dielektrični gubici imaju tendenciju da budu veći u materijalima koji imaju visoku dielektričnu konstantu

Ekvivalentni krug dielektrika

Pretpostavimo da bilo koji dielektrični materijal spojen u električni krug kao dielektrik između vodiča djeluje kao praktični kondenzator. Električni ekvivalent takvog sustava može se dizajnirati kao tipični model lumped elemenata, koji uključuje idealni kondenzator bez gubitaka u seriji s otporom poznat kao ekvivalentni serijski otpor ili ESR. ESR posebno predstavlja gubitke u kondenzatoru, vrijednost ESR je vrlo dobra u dobrom kondenzatoru, a vrijednost ESR je prilično velika u lošem kondenzatoru.

Faktor rasipanja

To je mjera brzine gubitka energije u dielektriku zbog oscilacija dielektričnog materijala zbog primijenjenog izmjeničnog napona. Uzajamni faktor kvalitete poznat je kao faktor rasipanja koji se izražava kao Q = 1 / D. Kvaliteta kondenzatora poznata je po faktoru rasipanja. Formula faktora rasipanja je

D = wR₄C₄

Scheringov-most-fazorski dijagram

Za matematičku interpretaciju pogledajte fazorski dijagram, to je omjer ESR i reaktancije kapacitivnosti. Također je poznat kao tangenta kuta gubitka i obično se izražava kao

Tan delta = ESR / X_C

Ispitivanje tan tan tante

Ispitivanje tanta delta provodi se na izolaciji namota i kabela. Ovo ispitivanje koristi se za mjerenje propadanja kabela.

Izvođenje ispitivanja tan Delta

Da bi se izvršilo ispitivanje delta tan, ispituje se izolacija kabela ili namota, koja se prvo izolira i odspoji. Iz niskofrekventnog izvora napajanja primjenjuje se ispitni napon i preduzima potrebna mjerenja regulator tan delta, a do nazivnog napona kabela ispitni napon povećava se u koracima. Iz gornjeg fazorskog dijagrama Scheringovog mosta možemo izračunati vrijednost tan tante koja se naziva i D (faktor rasipanja). Delta tan se izražava kao

Tan delta = zahod₁R₁= W * (C_dvaR₄/ R3) * (R₃C₄/ C_dva) = WC₄R₄

Mjerenje relativne propusnosti Scheringovim mostom

Niska propusnost dielektričnog materijala mjeri se pomoću Scheringova mosta. Paralelni raspored ploča relativne propusnosti matematički se izražava kao

e_r₌C_sd / ε₀DO

Gdje je 'Cs' vrijednost izmjerene kapacitivnosti uzimajući u obzir uzorak kao dielektrik ili kapacitivnost uzorka, 'd' je prostor između elektroda, 'A' je efektivna površina elektroda, 'd' je debljina uzorka, 't' je razmak između elektrode i uzorka, 'x' je smanjenje razdvajanja između elektrode i uzorka, a ε0 je permitivnost slobodnog prostora.

mjerenje-relativne propusnosti

Kapacitet između elektrode i uzorka matematički se izražava kao

C = C_SC₀/ C_S+ C₀……… eq (a)

Gdje C_S= ε_re₀A / d C₀= ε₀A / t

Zamjena C_Si C₀dobit će vrijednosti u jednadžbi (a)

C = (npr_re₀A / d) (npr₀A / t) / (npr_re₀A / d) + (npr₀A / t)

Matematički izraz za smanjenje uzorka prikazan je u nastavku

e_r= d / d - x

Ovo je objašnjenje mjerenja relativne propusnosti Scheringovim mostom.

Značajke

Značajke mosta Schering su

Iz potencijalnog pojačala dobiva se visokonaponska opskrba.
Za vibracije mosta galvanometar se koristi kao detektor
U krakovima ab i ad postavljeni su visokonaponski kondenzatori.
Impedancija kraka bc i cd je mala, a impedansa kraka ab i ad visoka.
Točka ‘c’ na slici je uzemljena.
Impedancija 'ab' i 'ad' ruke drži se visoko.
U kraku 'ab' i 'ad' gubitak snage je vrlo mali jer je impedancija krakova ab i ad velika.

Veze

Priključci su dani na Scheringov komplet sklopnih mostova na sljedeći način.

Spojite pozitivnu stezaljku ulaza s pozitivnom stezaljkom kruga
Spojite negativni priključak ulaza na negativni priključak kruga
Vrijednost otpora R3 postavite na nulti položaj, a vrijednost kapacitivnosti C3 postavite na nulti položaj
Postavite otpor R2 na 1000 ohma
Uključite napajanje
Nakon svih ovih veza vidjet ćete očitanje u null detektoru, sada prilagodite desetljetni otpor R1 da biste dobili minimalno očitanje u digitalnom null detektoru
Zabilježite očitanja otpora R1, R2 i kapacitivnosti C2 i izračunajte vrijednost nepoznatog kondenzatora pomoću formule
Ponovite gornje korake podešavanjem vrijednosti otpora R2
Konačno, izračunajte kapacitet i otpor pomoću formule. Ovo je objašnjenje rada i veza Scheringova mosta

Mjere opreza

Neke su mjere predostrožnosti koje bismo trebali poduzeti prilikom povezivanja mosta

Pazite da napon ne smije prelaziti 5 volti
Prije uključivanja napajanja provjerite ispravno veze

Prijave

Neke od primjena Scheringova mosta su

Schering mostovi koje koriste generatori
Koriste ga pogonski motori
Koristi se u kućnim industrijskim mrežama, itd

Prednosti Scheringova mosta

Prednosti Scheringova mosta su

U usporedbi s drugim mostovima, troškovi ovog mosta su manji
Iz frekvencije su jednadžbe ravnoteže besplatne
Pri niskim naponima može mjeriti male kondenzatore

Mane Scheringova mosta

Postoji nekoliko nedostataka kod niskonaponskog Scheringova mosta, jer su zbog tih nedostataka visoki frekvencijski i naponski Scheringov most potrebni za mjerenje malog kapaciteta.

Najčešća pitanja

1). Što je to obrnuti Scheringov most?

Scheringov most je jedna vrsta mosta izmjenične struje koji se koristi za mjerenje kapacitivnosti kondenzatora.

2). Koja se vrsta detektora koristi u AC mostovima?

Tip detektora koji se koristi u AC mostovima je uravnoteženi detektor.

3). Što se podrazumijeva pod mostnim krugom?

Krug mosta je jedna vrsta električnog kruga koji se sastoji od dvije grane.

4). Za koje se mjerenje koristi Scheringov most?

Scheringov most koristi se za mjerenje kapacitivnosti kondenzatora.

5). Kako uravnotežite krug mosta?

“čemu služi mikrokontroler ”

Krug mosta treba uravnotežiti slijedeći dva uvjeta ravnoteže, a to su veličina i fazni kut.

U ovom članku, pregled Scheringova teorija mostova , raspravlja se o prednostima, primjenama, nedostacima, vezama na mostnom krugu, mjerenju relativne propusnosti, visokonaponskom Scheringovom mostu, tan delta mjerenju i osnovama izmjeničnog kruga mosta. Evo pitanja za vas, koji je faktor snage Scheringova mosta?