Jembatan Schering digunakan untuk mengukur kapasitansi kapasitor, faktor disipasi, sifat isolator, bushing kapasitor, minyak isolasi dan bahan isolasi lainnya.
Ini adalah salah satu jembatan AC yang paling umum digunakan. Jembatan Schering bekerja berdasarkan prinsip keseimbangan beban pada lengannya.
Misalkan,
C1 – kapasitor yang kapasitansinya akan ditentukan,
r1 – resistansi seri, mewakili hilangnya kapasitor C1.
C2 – kapasitor standar (Istilah kapasitor standar berarti kapasitor bebas dari kerugian)
R3 – resistansi non-induktif
C4 – kapasitor variabel.
R4 – resistansi variabel non-induktif paralel dengan kapasitor variabel C4.
Ketika jembatan dalam kondisi seimbang, arus nol melewati detektor, yang menunjukkan bahwa potensial melintasi detektor adalah nol. Pada kondisi keseimbangan
Z1/Z2 = Z3/Z4
Z1Z4 = Z2Z3
Jadi,
Menyamakan persamaan real dan imajiner, kita mendapatkan
Persamaan (1) dan (2) merupakan persamaan yang seimbang, dan bebas dari frekuensi.
Faktor disipasi diperoleh dengan bantuan diagram fasor. Faktor disipasi menentukan tingkat kehilangan energi yang terjadi karena osilasi instrumen listrik dan mekanik.
Dengan bantuan persamaan di atas, kita dapat menghitung nilai tanδ yang merupakan faktor disipasi jembatan Schering.
Keuntungan Jembatan Schering
Berikut ini adalah keuntungan dari jembatan Schering.
- Persamaan keseimbangan bebas dari frekuensi.
- Penataan jembatan lebih murah dibandingkan dengan jembatan lainnya.
Jembatan Schering Tegangan Tinggi
Jembatan Schering tegangan rendah memiliki beberapa kelemahan, dan karena alasan ini, tegangan tinggi dan frekuensi tinggi diperlukan untuk mengukur kapasitansi kecil. Diagram rangkaian jembatan Schering ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Berikut ini adalah ciri-ciri Jembatan Schering.
- Suplai tegangan tinggi diperoleh dari penguat operasional. Galvanometer getaran digunakan sebagai detektor untuk jembatan.
- Kapasitor kerja tegangan tinggi ditempatkan di lengan ab dan ad. Impedansi lengan ab dan ad sangat tinggi dibandingkan dengan lengan bc dan cd. Istilah impedansi berarti oposisi yang ditawarkan oleh rangkaian dalam aliran arus. Titik c dibumikan.
- Impedansi arm ab dan ad dijaga tetap tinggi sehingga supply yang tinggi tidak akan mempengaruhi potensial melintasi arm bc dan cd. Potensial di seluruh detektor juga dijaga tetap rendah.
- Celah percikan mengatur tempat pada setiap lengan untuk mencegah tegangan tinggi berbahaya yang muncul di lengan bc dan dc karena kerusakan kapasitor tegangan tinggi.
- Kehilangan daya sangat kecil di lengan ab dan ad karena impedansi tinggi dari lengan ab dan ad.
Pengukuran Permeabilitas Relatif dengan Jembatan Schering
Jembatan Schering digunakan untuk mengukur permeabilitas rendah bahan dielektrik. Permeabilitas relatif menunjukkan kemampuan bahan untuk pembentukan medan magnet. Itu dihitung dengan bantuan kapasitansi dan dimensi elektroda.
Permeabilitas relatif dari susunan pelat paralel dinyatakan sebagai:
Cs – nilai kapasitansi yang diukur dengan mempertimbangkan spesimen sebagai dielektrik.
d – Jarak antar elektroda
A – Area efektif elektroda.
ε0 – permitivitas ruang bebas
Metode lain untuk menghitung permitivitas relatif dari spesimen dijelaskan di bawah ini.
Permitivitas relatif dari spesimen tergantung pada ketebalan spesimen dan jarak antara mereka dan elektroda.
Membiarkan,
C – kapasitansi antara elektroda dan spesimen
A – luas elektroda
d – ketebalan spesimen
t – celah antara spesimen dan elektroda.
x – pengurangan pemisahan antara spesimen dan elektroda.
Cs – kapasitansi spesimen.
C0 – Kapasitansi antara ruang karena spesimen dan elektroda.
C – kapasitansi efektif Cs dan C0.
Kapasitansi antara spesimen dan elektroda dinyatakan sebagai:
Ketika kita mereduksi benda uji dan jarak diatur kembali untuk mendapatkan nilai kapasitansi yang sama, ekspresi untuk benda uji pereduksi adalah.
Sifat isolasi kabel dan peralatan listrik juga dapat diukur melalui jembatan Schering.
