Wat is die Meting van Weerstand?

Wat is die Meting van Weerstand?

Weerstand Definisie

Weerstand is die teenstand teen elektriese stroomvloei, 'n fundamentele konsep in elektriese ingenieurswese.

Meting van Lae Weerstand (<1Ω)

Kelvin se Dubbel Brug

Kelvin se dubbel brug is 'n aanpassing van die eenvoudige Wheatstone-brug. Die figuur hieronder wys die skema van Kelvin se dubbel brug.

Soos ons kan sien in die bo-gegee figuur, is daar twee stelle arme, een met weerstande P en Q en die ander met weerstande p en q. R is die onbekende lae weerstand en S is 'n standaard weerstand. Hier verteenwoordig r die kontakweerstand tussen die onbekende weerstand en die standaard weerstand, waarvan die effek ons moet elimineer. Vir meting maak ons die verhouding P/Q gelyk aan p/q en dus word 'n gebalanseerde Wheatstone-brug gevorm wat lei tot nul afbuiging in die galvanometer. Dus vir 'n gebalanseerde brug kan ons skryf

Deur Vergelyking 2 in Vergelyking 1 in te vervang en die verhouding P/Q = p/q te gebruik, lei ons tot die volgende resultaat:

Dus sien ons dat deur die gebruik van gebalanseerde dubbele arme ons die kontakweerstand volledig kan elimineer en dus die fout daardoor. Om 'n ander fout veroorsaak deur termo-elektriese emf te elimineer, neem ons 'n verdere lees met die batteriekoppeling omgedraai en neem uiteindelik die gemiddelde van die twee leesings. Hierdie brug is nuttig vir weerstande in die bereik van 0.1µΩ tot 1.0 Ω.

Ducter Ohmmeter

Die Ducter Ohmmeter, 'n elektromeganiese instrument, meet lae weerstande. Dit sluit 'n permanente magneet in, soortgelyk aan 'n PMMC-instrument, en twee spoels binne die magneetveld en reghoekig tot mekaar, wat vry oor 'n gemeenskaplike as roteer. Die diagram hieronder illustreer 'n Ducter Ohmmeter en die nodige verbindinge om 'n onbekende weerstand R te meet.

Een van die spoels, genaamd stroomspoel, is verbonden aan stroomterminals C1 en C2, terwyl die ander spoel, genaamd spanningspoel, verbonden is aan potensiaalterminals V1 en V2. Die spanningspoel dra 'n stroom proporsioneel aan die spanningsval oor R en dus is sy koppel ook. Die stroomspoel dra 'n stroom proporsioneel aan die stroom wat deur R vloei en dus is sy koppel ook. Beide die koppels werk in teenoorgestelde rigting en die aanwyser kom tot stilstand wanneer die twee gelyk is. Hierdie instrument is nuttig vir weerstande in die bereik 100µΩ tot 5Ω.

Meting van Medium Weerstand (1Ω – 100kΩ)

Ammeter Voltmeter Metode

Dit is die mees grof en eenvoudigste metode om weerstand te meet. Dit gebruik een ammeter om stroom, I, te meet en een voltmeter om spanning, V, te meet en ons kry die waarde van weerstand as

Nou kan ons twee moontlike verbindinge van ammeter en voltmeter hê, soos in die figuur hieronder getoon.Nou in figuur 1, meet die voltmeter die spanningval oor ammeter en die onbekende weerstand, dus

Dus, die relatiewe fout sal wees,

Vir die verbinding in figuur 2, meet die ammeter die som van stroom deur voltmeter en weerstand, dus

Die relatiewe fout sal wees,

Dit kan waargeneem word dat die relatiewe fout nul is vir Ra = 0 in die eerste geval en Rv = ∞ in die tweede geval. Nou staan die vraag welke verbinding in watter geval gebruik moet word. Om dit uit te vind, stel ons albei die foute gelyk

Dus vir weerstande groter as deur die bostaande vergelyking gegee, gebruik ons die eerste metode en vir minder as daardie gebruik ons die tweede metode.

Wheatstone Brug Metode

Dit is die eenvoudigste en mees basiese brugskema gebruik in metingstudies. Dit bestaan hoofsaaklik uit vier arme van weerstande P, Q; R en S. R is die onbekende weerstand onder eksperiment, terwyl S 'n standaard weerstand is. P en Q word bekend as die verhoudingsarme. 'n EMF-bron is verbonden tussen punte a en b, terwyl 'n galvanometer verbonden is tussen punte c en d.

'n Brugskema werk altyd op die beginsel van nul deteksie, d.w.s. ons verander 'n parameter totdat die detector nul wys en gebruik dan 'n wiskundige verband om die onbekende in terme van die veranderlike parameter en ander konstantes te bepaal. Hier word ook die standaard weerstand, S, verander om nul afbuiging in die galvanometer te verkry. Hierdie nul afbuiging impliseer geen stroom van punt c na d nie, wat beteken dat die potensiaal van punt c en d dieselfde is. Dus

Deur die bo-gegee twee vergelykings te kombineer, kry ons die beroemde vergelyking –

Vervanging Metode

Die figuur hieronder wys die skema vir weerstandmeting van 'n onbekende weerstand R. S is 'n standaard veranderlike weerstand en r is 'n regulerende weerstand.

Eerstens word die skakelaar by posisie 1 geplaas en die ammeter word gemaak om 'n sekere hoeveelheid stroom te lees deur r te verander. Die waarde van die ammeterleesing word genoteer. nou word die skakelaar na posisie 2 verskuif en S word verander om dieselfde ammeterleesing as in die aanvanklike geval te bereik. Die waarde van S waarvoor die ammeter dieselfde as in posisie 1 lees, is die waarde van die onbekende weerstand R, voorwaarde dat die EMF-bron gedurende die eksperiment 'n konstante waarde het.

Meting van Hoë Weerstand (>100kΩ)

Verlies van Ladingsmetode

In hierdie metode gebruik ons die vergelyking van spanning oor 'n ontlaaiende kondensator om die waarde van die onbekende weerstand R te vind. Die figuur hieronder wys die skema en die betrokke vergelykings is-

Hoe dan ook, die bostaande geval maak geen rekening hou met die lekkageweerstand van die kondensator nie. Dus om daarvoor te reken, gebruik ons die skema soos in die figuur hieronder getoon. R1

Ons volg dieselfde prosedure, maar eers met skakelaar S1 toe en dan met skakelaar S1 oop. Vir die eerste geval kry ons

Vir die tweede geval met die skakelaar oop kry ons

Deur R1 van die bostaande vergelyking in die vergelyking vir R’ in te vervang, kan ons R vind.

Megohm Brug Metode

In hierdie metode gebruik ons die beroemde Wheatstone-brugfilosofie, maar in 'n liggaamlik aangepaste manier. 'n Hoë weerstand word voorgestel soos in die figuur hieronder.

G is die bewaakter terminal. Nou kan ons ook die weerstandsoverbrenger soos in die naaststaande figuur voorgestel, waar RAG en RBG die lekkageweerstande is. Die skema vir meting is in die figuur hieronder gewys.

Dit kan waargeneem word dat ons inwerklik die weerstand verkry wat 'n parallel kombinasie van R en RAG is. Alhoewel dit baie onbetekenende fout veroorsaak.