श्रिंग ब्रिज एक विद्युत सर्किट है जिसका उपयोग विद्युत केबल और उपकरणों के इन्सुलेट गुणों को मापने के लिए किया जाता है। यह एक एसी ब्रिज सर्किट है, जिसे हैराल्ड अर्नस्ट माल्मस्ट श्रिंग (25 नवंबर 1880 - 10 अप्रैल 1959) द्वारा विकसित किया गया था। इसका सबसे बड़ा लाभ यह है कि संतुलित समीकरण आवृत्ति से स्वतंत्र है। वर्तमान चालू पुल एसी पुलों हैं, वे सबसे लोकप्रिय, सुविधाजनक और प्रमुख या सटीक साधन हैं, जिनका उपयोग एसी प्रतिरोध, समाई और अधिष्ठापन के मापन के लिए किया जाता है। एसी ब्रिज डीसी की तरह ही हैं पुलों लेकिन वैकल्पिक चालू पुलों और प्रत्यक्ष वर्तमान पुलों के बीच का अंतर बिजली की आपूर्ति है।
श्रिंग ब्रिज क्या है?
परिभाषा: श्रिंग ब्रिज एक प्रकार का एसी ब्रिज है, जिसका उपयोग अज्ञात संधारित्र, सापेक्ष पारगम्यता, अपव्यय कारक और संधारित्र के ढांकता हुआ नुकसान को मापने के लिए किया जाता है। इस पुल में उच्च वोल्टेज चरण-अप ट्रांसफार्मर का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। इस पुल का मुख्य उद्देश्य समाई मूल्य को खोजना है। कनेक्शन के लिए आवश्यक मुख्य उपकरण ट्रेनर किट, दशक कैपेसिटेंस बॉक्स, मल्टीमीटर, सीआरओ और पैच कॉर्ड हैं। समाई मान प्राप्त करने के लिए प्रयुक्त सूत्र CX = C हैदो(आर४/ आर३) है।
बेसिक एसी ब्रिज सर्किट
एसी पुलों में, बिजली लाइनों को कम आवृत्तियों पर उत्तेजना के स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है, दोलन उच्च आवृत्ति माप में एक स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है। एक थरथरानवाला की आवृत्ति रेंज 40 हर्ट्ज से 125 हर्ट्ज है। एसी ब्रिज न केवल प्रतिरोध, कैपेसिटी और इंडक्शन को मापते हैं बल्कि पावर फैक्टर, और स्टोरेज फैक्टर को भी मापते हैं और सभी एसी ब्रिज व्हीटस्टोन ब्रिज पर आधारित होते हैं। एक वैकल्पिक चालू पुल का मूल सर्किट आरेख नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है।
बुनियादी-एसी-ब्रिज-सर्किट
एक एसी ब्रिज सर्किट के मूल सर्किट आरेख में Z1, Z2, Z3 और Z4 चार बाधाएं, एक डिटेक्टर और एक एसी वोल्टेज स्रोत शामिल हैं। डिटेक्टर को बिंदु ’b’ और ’d’ के बीच रखा जाता है और पुल को संतुलित करने के लिए इस डिटेक्टर का उपयोग किया जाता है। एक एसी वोल्टेज स्रोत को बिंदु voltage a ’और and c’ के बीच रखा जाता है और यह पुल नेटवर्क को बिजली की आपूर्ति करता है। बिंदु 'b' की क्षमता, संभावित बिंदु 'd' के समान है। आयाम और चरण के संदर्भ में, बी और डी जैसे दोनों संभावित बिंदु समान हैं। परिमाण और चरण दोनों में, वोल्टेज ड्रॉप के बराबर बिंदु 'ए' से 'बी' वोल्टेज ड्रॉप बिंदु के बराबर है।
जब एसी पुलों को कम आवृत्तियों पर माप के लिए उपयोग किया जाता है तो विद्युत लाइन का उपयोग आपूर्ति के स्रोत के रूप में किया जाता है और जब माप उच्च आवृत्तियों पर किया जाता है तब विद्युत आपूर्ति के लिए इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलेटर का उपयोग किया जाता है। एक इलेक्ट्रॉनिक थरथरानवाला का उपयोग बिजली की आपूर्ति के स्रोत के रूप में किया जाता है, थरथरानवाला द्वारा प्रदान की जाने वाली आवृत्तियों को तय किया जाता है और एक इलेक्ट्रॉनिक थरथरानवाला के उत्पादन तरंग प्रकृति में साइनसोइडल है। एसी पुलों में तीन प्रकार के डिटेक्टरों का उपयोग किया जाता है वे हेडफ़ोन, कंपन होते हैं गैल्वेनोमीटर , और ट्यून करने योग्य एम्पलीफायर सर्किट।
विभिन्न आवृत्ति रेंज हैं और उस में, एक विशेष डिटेक्टर का उपयोग किया जाएगा। हेडफोन लो फ्रिक्वेंसी रेंज 250Hz है और हाई-फ्रीक्वेंसी रेंज 3 से 4 KHz तक है। कंपन संबंधी गैल्वेनोमीटर आवृत्ति रेंज 5Hz से 1000Hz तक है और यह 200Hz से अधिक संवेदनशील है। ट्यून करने योग्य एम्पलीफायर सर्किट फ्रीक्वेंसी रेंज 10Hz से 100KHz तक है।
हाई वोल्टेज शियरिंग ब्रिज सर्किट डायग्राम
उच्च वोल्टेज Schering ब्रिज सर्किट आरेख नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है। पुल में चार-भुजाएँ होती हैं, पहली भुजा में दो अज्ञात समाई C1 और C2 होती हैं जिन्हें हमें खोजना पड़ता है और रोकनेवाला R1 जुड़ा होता है और दूसरी भुजा में, चर समाई C4 और प्रतिरोधक R3 और R4 जुड़े होते हैं। पुल के केंद्र में 'डी' डिटेक्टर जुड़ा हुआ है।
हाई-वोल्टेज-शियरिंग-ब्रिज
चित्र में, 'C1' वह संधारित्र है जिसका समाई विकसित करना है, 'R1' संधारित्र C1 में हानि का प्रतिनिधित्व करने वाला एक श्रृंखला प्रतिरोध है, C2 मानक संधारित्र है, 'R3' एक गैर-संकेतन प्रतिरोध है, 'C4' 'एक चर संधारित्र है, और' R4 'चर संधारित्र' C4 'के समानांतर एक चर गैर-प्रेरक प्रतिरोध है।
पुल की संतुलन स्थिति का उपयोग करके, प्रतिबाधा ‘Z1 & Z2 'का अनुपात प्रतिबाधा & Z3 & Z4' के बराबर है, इसे इस रूप में व्यक्त किया जाता है।
Z1 / Z2 = Z3 / Z4
Z1 * Z4 = Z3 * Z2 ………………… eq (1)
कहा पे साथ से1 =आर1+ 1 / jwC1साथ से2 =1 / jwCदोसाथ से3 =आर३साथ से4 =(आर४+ 1 / jwC४आर४) / (आर४- 1 / jwC४आर४)
अब समीकरण 1 में प्रतिबाधा Z1, Z2, Z3 और Z4 के मूल्यों को प्रतिस्थापित करें, C1 और R1 के मान प्राप्त करेंगे।
(आर1+ 1 / jw सी1) [(आर४+ 1 / jwC४आर४) / (आर४- 1 / jwC४आर४)] = आर३(1 / jwC)दो) ……… .. eq (2)
प्रतिबाधा को सरल करने से Z4 मिलेगा
साथ से4 =(आर४+ 1 / jwC४आर४) / (आर४- 1 / jwC४आर४)
साथ से4 =आर४/ jwC४आर४…………… .eq (3)
Eq में सब्स्टिट्यूट eq (3) (2) मिलेगा
(आर1+ 1 / jw सी1) (आर४/ jwC४आर४) = आर३(1 / jwC)दो)
(आर1आर४) + (आर४/ jw सी1) = (आर३/ jwCदो) (1+ jwC४आर४)
ऊपर सरलीकृत करके समीकरण मिलेगा
(आर1आर४) + (आर४/ jw सी1) = (आर३/ jwCदो) + (आर३* आर४सी४/ सीदो) ………… eq (4)
वास्तविक भागों की तुलना करें R1 R4 और R3 * R4C4 / 2 को eq (4) में अज्ञात प्रतिरोध R1 मान मिलेगा
आर 1 आर 4 = आर 3 * आर 4 सी 4 / सी 2
R1 = R3 * C4 / C2 ………… eq (5)
इसी तरह काल्पनिक भागों की तुलना आर४/ jw सी1और आर३/ jwCदोअज्ञात कैपेसिटी C मिलेगी1मूल्य
आर४/ jw सी1= आर३/ jwCदो
आर४/ सी1= आर३/ सीदो
सी1= (आर४/ आर 3) सीदो………… eq (6)
एक समीकरण (5) और (6) अज्ञात प्रतिरोध और अज्ञात समाई हैं
टैन डेल्टा माप ScheringBridge का उपयोग कर
ढांकता हुआ नुकसान
एक कुशल विद्युत सामग्री गर्मी के रूप में ऊर्जा के न्यूनतम अपव्यय के साथ चार्ज भंडारण की एक अलग राशि का समर्थन करती है। यह गर्मी हानि, प्रभावी रूप से ढांकता हुआ नुकसान के रूप में कहा जाता है, ऊर्जा की ढांकता हुआ निहित अपव्यय है। यह नुकसान कोण डेल्टा या हानि स्पर्शरेखा तन डेल्टा के संदर्भ में सुरक्षित रूप से परिचालित किया जाता है। अनिवार्य रूप से नुकसान के दो मुख्य रूप हैं जो एक इन्सुलेटर के भीतर ऊर्जा को भंग कर सकते हैं, वे चालन हानि और ढांकता हुआ नुकसान हैं। चालन हानि में, सामग्री के माध्यम से आवेश का प्रवाह ऊर्जा अपव्यय का कारण बनता है। उदाहरण के लिए, इन्सुलेटर के माध्यम से रिसाव प्रवाह का प्रवाह। ढांकता हुआ नुकसान उच्च ढांकता हुआ निरंतर होने वाली सामग्री में अधिक हो जाता है
ढांकता हुआ के बराबर सर्किट
आइए हम मानते हैं कि, कंडक्टर के बीच ढांकता हुआ के रूप में विद्युत सर्किट में जुड़ा कोई भी ढांकता हुआ पदार्थ एक व्यावहारिक संधारित्र के रूप में कार्य करता है। ऐसी प्रणाली के विद्युत समकक्ष को एक विशिष्ट ढेलेदार तत्व मॉडल के रूप में डिज़ाइन किया जा सकता है, जिसमें श्रृंखला में एक दोषरहित आदर्श संधारित्र शामिल है प्रतिरोध के साथ एक समान श्रृंखला प्रतिरोध या ESR के रूप में जाना जाता है। ESR विशेष रूप से संधारित्र में नुकसान का प्रतिनिधित्व करता है, ESR मान एक अच्छे संधारित्र में बहुत छोटा है, और एक बुरे संधारित्र में ESR का मान काफी बड़ा है।
अपव्यय कारक
यह ढांकता हुआ में ऊर्जा की हानि दर का माप है, क्योंकि लागू एसी वोल्टेज के कारण ढांकता हुआ सामग्री में दोलन है। गुणवत्ता कारक का पारस्परिक विघटन कारक के रूप में जाना जाता है जिसे क्यू = 1 / डी के रूप में व्यक्त किया जाता है। संधारित्र की गुणवत्ता को अपव्यय कारक द्वारा जाना जाता है। अपव्यय कारक सूत्र है
डी = डब्ल्यूआर४सी४
शेरिंग-पुल-फ़ासोर-आरेख
गणितीय व्याख्या के लिए, फेसर आरेख को देखें, यह ईएसआर और समाई प्रतिक्रिया का अनुपात है। यह नुकसान कोण की स्पर्शरेखा के रूप में भी जाना जाता है और आमतौर पर के रूप में व्यक्त किया जाता है
तन डेल्टा = ईएसआर / एक्ससी
टैन डेल्टा परीक्षण
टैन डेल्टा परीक्षण वाइंडिंग और केबलों के इन्सुलेशन पर आयोजित होता है। इस परीक्षण का उपयोग केबल में गिरावट को मापने के लिए किया जाता है।
टैन डेल्टा परीक्षण करना
टैन डेल्टा परीक्षण करने के लिए, केबलों या वाइंडिंग्स के इन्सुलेशन का परीक्षण किया जाना है, पहले पृथक और डिस्कनेक्ट किया गया है। कम-आवृत्ति शक्ति स्रोत से, परीक्षण वोल्टेज लागू किया जाता है और आवश्यक माप तन डेल्टा नियंत्रक द्वारा लिया जाता है, और केबल रेटेड वोल्टेज तक, परीक्षण वोल्टेज को चरणों में बढ़ाया जाता है। श्रिंग ब्रिज के ऊपर के चरण आरेख से, हम टैन डेल्टा के मूल्य की गणना कर सकते हैं जिसे डी (डिस्चार्ज फैक्टर) भी कहा जाता है। तान डेल्टा के रूप में व्यक्त किया गया है
तन डेल्टा = स्वागत1आर1= डब्ल्यू * (सी)दोआर४/ R3) * (R)३सी४/ सीदो) = डब्ल्यू सी४आर४
Schering ब्रिज के साथ सापेक्ष पारगम्यता का मापन
ढांकता हुआ सामग्री कम पारगम्यता का उपयोग श्रिंग ब्रिज का उपयोग करके मापा जाता है। सापेक्ष पारगम्यता की समानांतर प्लेट व्यवस्था गणितीय रूप से व्यक्त की जाती है
इआर= =सीरोंd / ε०सेवा मेरे
जहां 'Cs' ढांकता हुआ या नमूना समाई के रूप में नमूने पर विचार करके समाई मापा गया मान है, 'd' इलेक्ट्रोड के बीच का स्थान है, 'A' इलेक्ट्रोड प्रभावी क्षेत्र है, 'd' नमूना मोटाई है, 't' गैप है इलेक्ट्रोड और नमूना के बीच, 'x' इलेक्ट्रोड और नमूना के बीच अलगाव में कमी है, और itt0 मुक्त स्थान की अनुमति है।
माप-सापेक्ष-पारगम्यता
इलेक्ट्रोड और नमूना के बीच समाई को गणितीय रूप से व्यक्त किया जाता है
सी = सीरोंसी०/ सीरों+ सी०……… eq (ए)
कहा पे सीरों= εआरइ०ए / डी सी०= ε०ए / टी
पदार्थ सीरोंऔर सी०समीकरण (a) में मान मिलेगा
सी = (ईआरइ०ए / डी) (ई)०खायाआरइ०ए / डी) + (ई)०ए / टी)
नमूना को कम करने के लिए गणितीय अभिव्यक्ति नीचे दी गई है
इआर= डी / डी - एक्स
यह शियरिंग ब्रिज के साथ सापेक्ष पारगम्यता के मापन की व्याख्या है।
विशेषताएं
Schering ब्रिज की विशेषताएं हैं
- संभावित एम्पलीफायर से, एक उच्च वोल्टेज की आपूर्ति प्राप्त की जाती है।
- पुल कंपन के लिए, गैल्वेनोमीटर का उपयोग एक डिटेक्टर के रूप में किया जाता है
- हथियार एब और विज्ञापन में, उच्च वोल्टेज कैपेसिटर रखे जाते हैं।
- भुजा bc और cd का प्रतिबाधा कम है और भुजा ab और ad की बाधाएं अधिक हैं।
- आंकड़े में। C 'बिंदु को रखा गया है।
- हाथ 'एब' और 'एड' प्रतिबाधा उच्च रखा गया है।
- भुजा the ab ’और’ ad ’में, बिजली की हानि बहुत कम होती है क्योंकि हथियारों के ab और ad की बाधा अधिक होती है।
सम्बन्ध
निम्नलिखित की तरह Schering ब्रिज सर्किट किट को कनेक्शन दिए गए थे।
- इनपुट के पॉजिटिव टर्मिनल को सर्किट के पॉजिटिव टर्मिनल से कनेक्ट करें
- इनपुट के नकारात्मक टर्मिनल को सर्किट के नकारात्मक टर्मिनल से कनेक्ट करें
- प्रतिरोध मान R3 को शून्य स्थिति पर सेट करें और समाई मान C3 को शून्य स्थिति पर सेट करें
- प्रतिरोध आर 2 को 1000 ओम पर सेट करें
- बिजली की आपूर्ति पर स्विच करें
- इन सभी कनेक्शनों के बाद आपको नल डिटेक्टर में एक रीडिंग दिखाई देगी, अब डिजिटल एनटी डिटेक्टर में न्यूनतम रीडिंग प्राप्त करने के लिए दशक प्रतिरोध R1 को समायोजित करें
- प्रतिरोध R1, R2 और समाई C2 की रीडिंग पर ध्यान दें, और सूत्र का उपयोग करके अज्ञात संधारित्र के मान की गणना करें
- प्रतिरोध R2 मान को समायोजित करके उपरोक्त चरणों को दोहराएं
- अंत में, सूत्र का उपयोग करके समाई और प्रतिरोध की गणना करें। यह Schering ब्रिज के काम और कनेक्शन की व्याख्या है
एहतियात
पुल से कनेक्शन देते समय हमें कुछ सावधानियां बरतनी चाहिए
- सुनिश्चित करें कि वोल्टेज 5 वोल्ट से अधिक नहीं होना चाहिए
- बिजली की आपूर्ति चालू करने से पहले कनेक्शन को ठीक से जांचें
अनुप्रयोग
Schering ब्रिज का उपयोग करने के कुछ अनुप्रयोग हैं
- जेनरेटरों द्वारा उपयोग किए जाने वाले श्रिंग ब्रिज
- पावर इंजन द्वारा उपयोग किया जाता है
- घरेलू औद्योगिक नेटवर्क में उपयोग किया जाता है, आदि
Schering Bridge के लाभ
Schering ब्रिज के फायदे हैं
- अन्य पुलों की तुलना में, इस पुल की लागत कम है
- आवृत्ति से शेष समीकरण मुक्त होते हैं
- कम वोल्टेज पर, यह छोटे कैपेसिटर को माप सकता है
Schering Bridge का नुकसान
लो वोल्टेज Schering ब्रिज में कई नुकसान हैं, क्योंकि इन नुकसानों के कारण उच्च आवृत्ति और वोल्टेज Schering ब्रिज को छोटे कैपेसिटेंस को मापने की आवश्यकता होती है।
पूछे जाने वाले प्रश्न
1)। एक औंधा Schering पुल क्या है?
श्रिंग ब्रिज एक वैकल्पिक चालू पुल का एक प्रकार है जो कैपेसिटर की समाई को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।
२)। एसी पुलों में किस प्रकार के डिटेक्टर का उपयोग किया जाता है?
एसी पुलों में प्रयुक्त डिटेक्टर का प्रकार एक संतुलित डिटेक्टर है।
३)। पुल सर्किट से क्या अभिप्राय है?
ब्रिज सर्किट एक प्रकार का इलेक्ट्रिकल सर्किट होता है जिसमें दो शाखाएँ होती हैं।
4)। किस माप के लिए Schering Bridge का उपयोग किया जाता है?
कैपिंग ब्रिज का उपयोग कैपेसिटर की धारिता को मापने के लिए किया जाता है।
५)। आप एक ब्रिज सर्किट को कैसे संतुलित करते हैं?
ब्रिज सर्किट को उन दो संतुलन स्थितियों का पालन करके संतुलित किया जाना चाहिए जो वे परिमाण और चरण कोण स्थिति हैं।
इस लेख में, का अवलोकन श्रिंग ब्रिज सिद्धांत , फायदे, अनुप्रयोग, नुकसान, पुल सर्किट को दिए गए कनेक्शन, सापेक्ष पारगम्यता का मापन, उच्च वोल्टेज श्रिंग ब्रिज सर्किट, टैन डेल्टा माप और एसी ब्रिज सर्किट की मूल बातें पर चर्चा की जाती है। यहां आपके लिए एक सवाल है, शियरिंग ब्रिज का पावर फैक्टर क्या है?
