Usando el puente Schering, ¿cómo se encuentra la capacitancia?

Aquí hay un desglose de cómo usar un puente de Schering para determinar la capacitancia, junto con la teoría y los pasos involucrados:

Entendiendo el puente Schering

El puente de Schering es un tipo de circuito de puente de CA que se utiliza principalmente para medir la capacitancia, pero también se puede utilizar para determinar la pérdida dieléctrica (factor de disipación) de los condensadores.

Componentes:

* Condensador bajo prueba (Cₓ): El condensador que desea medir.

* Condensador estándar variable (Cs): Un condensador ajustable conocido.

* Resistencia (R₁): Una resistencia fija conocida.

* Resistencia variable (R₂): Una resistencia conocida y ajustable.

* Detector (D): Dispositivo que detecta la presencia de una señal de CA (generalmente un voltímetro u osciloscopio sensible).

Principio de funcionamiento:

1. Equilibrio del puente: El puente está equilibrado cuando el voltaje a través del detector es cero. Esto ocurre cuando las impedancias de los ramales del puente están en una proporción específica.

2. Relación de impedancia: En un puente de Schering equilibrado, se cumple la siguiente relación:

* (R₁ * Cₓ) =(R₂ * Cs)

3. Resolver la capacitancia desconocida: Como se conocen todos los demás valores (R₁, R₂, Cs), puedes resolver la capacitancia desconocida (Cₓ):

* Cₓ =(R₂ * Cs) / R₁

Procedimiento para medir la capacitancia:

1. Conecta el puente: Conecte los componentes del puente Schering como se muestra en el diagrama.

2. Aplique voltaje CA: Aplique un voltaje de CA adecuado (normalmente unos pocos voltios) al circuito puente. La frecuencia del voltaje debe elegirse para que esté dentro del rango operativo del capacitor bajo prueba.

3. Equilibra el puente: Ajuste los valores de R₂ y Cs hasta que el detector muestre una lectura cero. Esto indica que el puente está equilibrado.

4. Lea los valores: Registre los valores de R₁, R₂ y Cs.

5. Calcular la capacitancia: Utilice la fórmula Cₓ =(R₂ * Cs) / R₁ para calcular la capacitancia del condensador desconocido (Cₓ).

Consideraciones importantes:

* Frecuencia: El valor de capacitancia medido dependerá de la frecuencia del voltaje de CA aplicado. Esto se debe a que los condensadores presentan un comportamiento dependiente de la frecuencia, especialmente a altas frecuencias.

* Precisión: La precisión de la medición de capacitancia depende de la precisión de los componentes (R₁, R₂, Cs) y de la sensibilidad del detector.

* Pérdida dieléctrica: El puente de Schering también se puede utilizar para medir la pérdida dieléctrica (factor de disipación) de un condensador. El factor de disipación es una medida de la energía perdida en el material dieléctrico del condensador.

Ejemplo:

Digamos que tienes un puente Schering con los siguientes componentes:

* R₁ =1000 ohmios

* R₂ =500 ohmios

* Cs =0,1 µF

Después de equilibrar el puente, se encuentra que:

* R₂ =250 ohmios

Usando la fórmula, puedes calcular la capacitancia:

* Cₓ =(250 ohmios * 0,1 µF) / 1000 ohmios =0,025 µF

Conclusión:

El puente de Schering es una herramienta valiosa para medir capacitancia, especialmente en situaciones donde se requiere alta precisión. Proporciona un método simple y preciso para determinar la capacitancia de un componente.