Мост переменного тока для измерения емкости конденсатора

При измерении емкости конденсатора необходимо иметь в виду, что любой конденсатор не является идеальным, его сопротивление переменному току является комплексным из-за потерь активной мощности, возникающей в силу несовершенства изоляции, находящейся между пластинами. В связи с этим, а также в соответствии с общей процедурой подготовки и проведения измерений (см. п. 3.1.2 1*) необходимо вначале сформировать математическую модель объекта измерений, в данном случае - конденсатора, как комплексного сопротивления переменному току.

Такая математическая модель в электротехнике называется схемой замещения. В зависимости от размера потерь активной мощности на практике используется одна из двух схем замещения: для конденсаторов с малыми потерями - схема рис. 43 а), для конденсатора с большими потерями - схема рис.43 б). Сопротивление  в этих схемах называется сопротивлением потерь. В разных схемах замещения реального конденсатора сопротивление потерь и даже емкости будут различаться. В качестве показателя активных потерь конденсатора, не зависящего от схемы замещения, используется тангенс угла d. Этот угол есть отличие сдвига по фазе между векторами тока и напряжения, вносимого реальным конденсатором, от угла 90°.

Пример схемы моста, предназначенного для измерения параметров схемы замещения конденсатора с малыми потерями, приведен на рис. 42 б). В этой схеме в одно из плеч моста включен конденсатор , емкость которого известна с высокой точностью, погрешность, с которой известна емкость , и потери пренебрежимо малы.

Для вывода условий равновесия моста воспользуемся формулой (34):

                     ,

откуда, по признаку равенства комплексных чисел, следует:

                            ,                ,

и, наконец, при достижении равновесия результаты измерений вычисляются по формулам

                            ,                  .                          (36)

Привлекательным свойством такого моста является возможность его уравновешивания по обеим составляющим с помощью активных сопротивлений. В качестве одного из регулируемых сопротивлений следует, бесспорно, выбрать , а в качестве другого -  или .

Источники погрешностей измерений с помощью равновесных мостов переменного тока приведены ниже в следующем пункте. Метрологические характеристики приведены в п. 5.3.