Scheringi sild on elektriskeem, mida kasutatakse elektrikaabli ja -seadmete isoleerivate omaduste mõõtmiseks. See on vahelduvvoolu silla vooluring, mille on välja töötanud Harald Ernst Malmsten Schering (25. november 1880 - 10. aprill 1959). Selle suurim eelis on see, et tasakaalustatud võrrand ei sõltu sagedusest. Algvoolu sillad on vahelduvvoolusillad, need on kõige populaarsemad, mugavamad, silmapaistvamad või täpsemad instrumendid, mida kasutatakse vahelduvvoolu takistuse, mahtuvuse ja induktiivsuse mõõtmiseks. Ac-sillad on täpselt nagu DC sillad kuid vahelduvvoolusildade ja alalisvoolusildade erinevus seisneb toiteallikas.

Mis on Scheringi sild?

Definitsioon: Scheringi sild on ühte tüüpi vahelduvvoolusild, mida kasutatakse kondensaatori tundmatu mahtuvuse, suhtelise läbilaskvuse, hajutusteguri ja dielektrilise kadu mõõtmiseks. Selle silla kõrgepinge saadakse astmelise trafo abil. Selle silla peamine eesmärk on leida mahtuvuse väärtus. Peamised ühendamiseks vajalikud seadmed on treenerikomplekt, kümnendi mahtuvusruum, multimeeter, CRO ja plaasterakordid. Mahtuvuse väärtuse saamiseks kasutatakse valemit CX = C_kaks(R₄/ R₃).

Põhiline vahelduvvoolu silla vooluring

Vahelduvvoolusildades kasutatakse elektriliine ergutusallikana madalatel sagedustel, ostsillaatorid kasutatakse kõrgsageduslike mõõtmiste allikana. Ostsillaatori sagedusvahemik on 40 Hz kuni 125 Hz. Vahelduvvoolusillad mõõdavad mitte ainult takistust, mahtuvust ja induktiivsust, vaid mõõdavad ka võimsustegurit ja salvestustegurit ning kõik vahelduvvoolu sillad põhinevad Wheatstone'i sillal. Vahelduvvoolu silla põhiskeem on toodud alloleval joonisel.

basic-ac-bridge-circuit

Vahelduvvoolu silla vooluahela põhiskeem koosneb Z1, Z2, Z3 ja Z4 neljast impedantsist, detektorist ja vahelduvvoolu pingeallikast. Detektor asetatakse punktide b ja d vahele ning seda detektorit kasutatakse silla tasakaalustamiseks. Punktide a ja c vahele paigutatakse vahelduvvoolu pingeallikas ja see varustab sildvõrku elektrit. Punkti b potentsiaal on sama mis potentsiaalsel punktil d. Amplituudi ja faasi osas on mõlemad potentsiaalsed punktid nagu b & d võrdsed. Nii suurusjärgus kui ka faasis on pingelangus punktides a – b võrdne pingelanguspunktidega a – d.

Kui madalatel sagedustel mõõtmiseks kasutatavaid vahelduvvoolu sildu kasutatakse toiteallikana toiteallikana ja kui mõõtmised tehakse kõrgetel sagedustel, kasutatakse toiteallikaks elektroonilisi ostsillaatoreid. Toiteallikana kasutatakse elektroonilist ostsillaatorit, ostsillaatori pakutavad sagedused on fikseeritud ja elektroonilise ostsillaatori väljundlainekujud on sinusoidaalsed. Vahelduvvoolusildades kasutatakse kolme tüüpi detektoreid, need on kõrvaklapid, vibratsiooniga galvanomeetrid ja häälestatav võimendi vooluringid.

Sagedusvahemikke on erinevaid ja selles kasutatakse konkreetset detektorit. Kõrvaklappide madalama sagedusvahemik on 250Hz ja kõrgsagedusvahemik on üle 3 kuni 4KHz. Vibratsioongalvanomeetri sagedusvahemik on vahemikus 5Hz kuni 1000Hz ja see on tundlikum alla 200Hz. Häälestatavate võimendite ahelate sagedusvahemik on vahemikus 10Hz kuni 100KHz.

Kõrgepinge Scheringi silla vooluahela skeem

Kõrgepinge Scheringi silla lülitusskeem on näidatud allpool oleval joonisel. Sild koosneb neljast harust, esimeses harus on kaks tundmatut mahtuvust C1 ja C2, mille peame leidma ja takisti R1 on ühendatud ning teises harus on ühendatud muutuv mahtuvus C4 ning takistid R3 ja R4. Silla keskel on ühendatud D-detektor.

“ühine anood 7 segmendi kuva pinout ”

kõrgepinge-Scheringi sild

Joonisel on 'C1' kondensaator, mille mahtuvus tuleb välja töötada, 'R1' on seeria takistus, mis tähistab kondensaatori C1 kadu, C2 on standardkondensaator, 'R3' on mitteinduktiivne takistus, 'C4' 'on muutuv kondensaator ja' R4 'on muutuv mitteinduktiivne takistus paralleelselt muutuva kondensaatoriga' C4 '.

Kasutades silla tasakaalutingimusi, on impedantsi suhe Z1 ja Z2 võrdne impedantsiga Z3 ja Z4, väljendatuna

Z1 / Z2 = Z3 / Z4

Z1 * Z4 = Z3 * Z2 ………………… ekv (1)

Kus KOOS_{1 =}R₁+ 1 / jwC₁KOOS_{2 =}1 / jwC_kaksKOOS_{3 =}R₃KOOS_{4 =}(R₄+ 1 / jwC₄R₄) / (R₄- 1 / jwC₄R₄)

Nüüd asendage võrrandis 1 impedantside Z1, Z2, Z3 ja Z4 väärtused, saades C1 ja R1 väärtused.

(R₁+ 1 / jw C.₁) [(R₄+ 1 / jwC₄R₄) / (R₄- 1 / jwC₄R₄)] = R₃(1 / jwC_kaks) ……… .. ekv (2)

Impedantsi lihtsustades saab Z4

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

KOOS_{4 =}R₄/ jwC₄R₄…………… .eq (3)

Asendus ekv (3) ekv (2) saab

(R₁+ 1 / jw C.₁) (R₄/ jwC₄R₄) = R₃(1 / jwC_kaks)

(R₁R₄) + (R₄/ jw C.₁) = (R₃/ jwC_kaks) (1+ jwC₄R₄)

Lihtsustades ülaltoodud võrrandit

(R₁R₄) + (R₄/ jw C.₁) = (R₃/ jwC_kaks) + (R₃* R₄C₄/ C_kaks) ………… ekv (4)

Võrdle tegelikke osi R1 R4 ja R3 * R4C4 / 2 ekvivalendis (4) saab tundmatu takistuse R1 väärtuse

“elektrilised kaitseseadmed on loodud automaatselt ”

R1 R4 = R3 * R4C4 / C2

R1 = R3 * C4 / C2 ………… ekv (5)

Samamoodi võrrelda kujuteldavaid osi R₄/ jw C.₁ja R₃/ jwC_kakssaab tundmatu mahtuvuse C₁väärtus

R₄/ jw C.₁= R₃/ jwC_kaks

R₄/ C₁= R₃/ C_kaks

C₁= (R₄/ R3) C_kaks………… ekv (6)

Võrrand (5) ja (6) on tundmatu takistus ja tundmatu mahtuvus

Tan Delta mõõtmine ScheringBridge'i abil

Dielektriline kadu

Tõhus elektrimaterjal toetab erineval hulgal laengu salvestamist minimaalse energia hajumisega soojuse kujul. See soojuskadu, mida tegelikult nimetatakse dielektriliseks kaduks, on dielektriline energia hajumine. See on ohutult parameetritud kaotusnurga delta või kadumise puutuja tan delta osas. Isolaatoris võib energiat hajutada peamiselt kahel peamisel kujul: need on juhtivuskaod ja dielektrilised kadud. Juhtivuskao korral põhjustab materjali läbiv laenguvool energia hajumise. Näiteks lekkevoolu vool läbi isolaatori. Dielektriline kadu kipub olema suurem materjalides, millel on kõrge dielektriline konstant

Dielektriku samaväärne vooluring

Oletame, et mis tahes elektriskeemis juhtmete vahelise dielektrikuna ühendatud dielektriline materjal toimib praktilise kondensaatorina. Sellise süsteemi elektrilise ekvivalendi saab kavandada tüüpilise ühtse elemendiga mudelina, mis sisaldab kadudeta ideaalset kondensaatorit seeriaga, mille takistus on tuntud kui samaväärne jadatakistus või ESR. ESR tähistab eriti kondensaatori kadusid, ESR väärtus on heas kondensaatoris väga väike ja halva kondensaatori korral on ESR väärtus üsna suur.

Hajumistegur

See on dielektriku energia kadumiskiiruse mõõde, kuna rakendatud vahelduvpinge tõttu on dielektrilises materjalis võnkumine. Kvaliteedifaktori vastastikust tuntakse hajumistegurina, mida väljendatakse Q = 1 / D. Kondensaatori kvaliteet on teada hajumisteguri järgi. Hajutusteguri valem on

D = wR₄C₄

Schering-sild-faasori-diagramm

Matemaatiliseks tõlgendamiseks vaadake faasiskeemi, see on ESR ja mahtuvuse reaktantsi suhe. Seda tuntakse ka kaotusnurga puutujana ja seda väljendatakse tavaliselt kui

Tan delta = ESR / X_C

Tan Delta testimine

Tan-delta testimine teostab mähiste ja kaablite isolatsiooni. Seda katset kasutatakse kaabli halvenemise mõõtmiseks.

Tan Delta testimise läbiviimine

Tan-delta testimise läbiviimiseks tuleb kõigepealt testida kaablite või mähiste isolatsioon, isoleerida ja lahti ühendada. Madalsageduslikust toiteallikast rakendatakse testpinge ja vajalikud mõõtmised teostab tan delta kontroller ning kuni kaablite nimipingeni suurendatakse katsepinget sammude kaupa. Scheringi silla ülaltoodud faasiskeemi põhjal saame arvutada tan-delta väärtuse, mida nimetatakse ka D-ks (hajumistegur). Tan-delta väljendatakse järgmiselt

Tan delta = tualett₁R₁= W * (C_kaksR₄/ R3) * (R₃C₄/ C_kaks) = WC₄R₄

Suhtelise läbilaskvuse mõõtmine Scheringi sillaga

Dielektrilise materjali madalat läbilaskvust mõõdetakse Scheringi silla abil. Suhtelise läbilaskvuse paralleelne plaatide paigutus on matemaatiliselt väljendatud

e_r₌C_sd / ε₀TO

Kus 'Cs' on mõõdetud mahtuvus, kui proovi peetakse dielektrikuks või proovi mahtuvuseks, 'd' on elektroodide vaheline ruum, 'A' on elektroodide efektiivne pind, 'd' on proovi paksus, 't' on vahe elektroodi ja proovi vahel on 'x' elektroodi ja proovi vahelise eralduse vähenemine ja ε0 on vaba ruumi läbilaskvus.

suhtelise läbilaskvuse mõõtmine

Elektroodi ja proovi vaheline mahtuvus on matemaatiliselt väljendatud

C = C_SC₀/ C_S+ C₀……… ekv (a)

Kus C_S= ε_re₀A / d C₀= ε₀A / t

Asendaja C_Sja C₀valemi (a) väärtused saavad

C = (e_re₀A / d) (e₀A / t) / (e_re₀A / d) + (e₀A / t)

Matemaatiline väljend eksemplari vähendamiseks on näidatud allpool

e_r= d / d - x

See on seletus suhtelise läbilaskvuse mõõtmiseks Scheringi sillaga.

Funktsioonid

Scheringi silla tunnused on

Potentsiaalsest võimendist saadakse kõrgepinge.
Silla vibratsiooni jaoks kasutatakse detektorina galvanomeetrit
Käte ab ja ad asetatakse kõrgepinge kondensaatorid.
Käe bc ja cd impedants on madal ning käe ab ja ad impedants on suur.
Joonisel olev c-punkt on maandatud.
Käte „ab” ja „ad” takistus hoitakse kõrgel.
Õlgadel „ab” ja „ad” on võimsuskadu väga väike, kuna ab ja ad relvade impedants on suur.

Ühendused

Ühendused anti Scheringi silla vooluahela komplektile järgmiselt.

Ühendage sisendi positiivne klemm vooluahela positiivse klemmiga
Ühendage sisendi negatiivne klemm vooluahela miinusklemmiga
Seadke takistuse väärtus R3 nulli ja mahtuvuse väärtus C3 nulli
Seadke takistus R2 väärtusele 1000 oomi
Lülitage toide sisse
Pärast kõiki neid ühendusi näete nulldetektoris näitu, reguleerige nüüd kümnendi takistust R1, et saada digitaalse nulldetektori minimaalne näit
Märkige üles takistuse R1, R2 ja mahtuvuse C2 näidud ning arvutage tundmatu kondensaatori väärtus valemi abil
Korrake ülaltoodud samme, reguleerides takistuse R2 väärtust
Lõpuks arvutage mahtuvus ja takistus valemi abil. See on Scheringi silla töö ja ühenduste seletus

Ettevaatusabinõud

Mõned ettevaatusabinõud, mida peaksime sillaga ühendamise ajal kasutama, on

Veenduge, et pinge ei tohiks ületada 5 volti
Enne toiteallika sisselülitamist kontrollige ühendusi korralikult

Rakendused

Mõned Scheringi silla kasutamise rakendused on

Generaatorite kasutatavad Scheringi sillad
Kasutavad jõuallikad
Kasutatakse maja tööstusvõrkudes jne

Scheringi silla eelised

Scheringi silla eelised on

Võrreldes teiste sildadega on selle silla maksumus väiksem
Alates sagedusest on tasakaaluvõrrandid vabad
Madalatel pingetel saab see mõõta väikseid kondensaatoreid

Scheringi silla puudused

Madalpinge Scheringi sillal on mitmeid puudusi, kuna nende puuduste tõttu on väikese mahtuvuse mõõtmiseks vaja kõrge sageduse ja pingega Scheringi silda.

KKK

1). Mis on ümberpööratud Scheringi sild?

Scheringi sild on ühte tüüpi vahelduvvoolu sild, mida kasutatakse kondensaatorite mahtuvuse mõõtmiseks.

2). Millist tüüpi detektorit kasutatakse vahelduvvoolu sildades?

Vahelduvvoolusildades kasutatav detektor on tasakaalustatud detektor.

3). Mida mõeldakse sildahelal?

Sildahel on üks elektriahelatüüp, mis koosneb kahest harust.

4). Milliseks mõõtmiseks kasutatakse Scheringi silda?

Scheringi silda kasutatakse kondensaatorite mahtuvuse mõõtmiseks.

“Mida tähendab kolmefaasiline võimsus? ”

5). Kuidas tasakaalustada sildahelat?

Silla vooluring peaks olema tasakaalus, järgides kahte tasakaalu tingimust, milleks on suurus ja faasinurga seisund.

Selles artiklis ülevaade Scheringi silla teooria , eeliseid, rakendusi, puudusi, sillaahelale antud ühendusi, suhtelise läbilaskvuse mõõtmist, kõrgepinge Scheringi sillaahelat, tan-delta mõõtmist ja vahelduvvoolu silla vooluahela põhitõdesid. Siin on teile küsimus, milline on Scheringi silla võimsustegur?