Unsa ang Pagsukod sa Resistance?

Ano ang Pagsukat sa Resistance?

Pangangailangan ng Resistance

Ang resistance ay ang paglaban sa pagtakbo ng kuryente, isang pundamental na konsepto sa elektrikal na inhenyeriya.

Pagsukat sa Mababang Resistance (<1Ω)

Kelvin’s Double Bridge

Ang Kelvin’s double bridge ay isang pagbabago ng simple Wheatstone bridge. Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng circuit diagram ng Kelvin’s double bridge.

Talakayin natin ang dalawang set ng arms, isa na may resistances P at Q at ang iba pa na may resistances p at q. Ang R ay ang unknown low resistance at S naman ang standard resistance. Dito, ang r ay nirepresenta ang contact resistance sa pagitan ng unknown resistance at standard resistance, na kung saan kailangan nating alisin. Para sa pagsukat, ginagawa natin ang ratio P/Q na katumbas ng p/q at dahil dito nabubuo ang balanced Wheatstone bridge na nagresulta sa null deflection sa galvanometer. Kaya para sa balanced bridge, maaari nating isulat

Sa pamamagitan ng pagsusundan ng Equation 2 sa Equation 1 at gamit ang ratio P/Q = p/q, makukuha natin ang sumusunod na resulta:

Kaya nakikita natin na sa pamamagitan ng balanced double arms, maaari nating alisin ang contact resistance nang buo at kaya rin ang error dahil dito. Upang alisin ang isa pang error dahil sa thermo-electric emf, kinakailangan nating kunin ang isa pang reading sa pagbaligtad ng battery connection at huli, kunin ang average ng dalawang readings. Ang bridge na ito ay kapaki-pakinabang para sa resistances sa range ng 0.1µΩ hanggang 1.0 Ω.

Ducter Ohmmeter

Ang Ducter Ohmmeter, isang electromechanical instrument, ay nagsusukat ng mababang resistances. Ito ay kasama ng permanent magnet, tulad ng PMMC instrument, at dalawang coils na naka-position sa magnetic field at naka-right angles sa bawat isa, na naka-free rotate sa common axis. Ang diagram sa ibaba ay nagpapakita ng Ducter Ohmmeter at ang necessary connections para sukatin ang unknown resistance R.

Isa sa mga coil na tinatawag na current coil, ay konektado sa current terminals C1 at C2, samantalang ang iba pang coil na tinatawag na voltage coil ay konektado sa potential terminals V1 at V2. Ang voltage coil ay nagdadala ng current na proportional sa voltage drop sa R at kaya rin ang torque na ito ay ginawa. Ang current coil ay nagdadala ng current na proportional sa current na tumatakbo sa R at kaya rin ang torque nito. Ang parehong torque ay gumagana sa opposite direction at ang indicator ay huminto kapag ang dalawa ay equal. Ang instrument na ito ay kapaki-pakinabang para sa resistance sa range 100µΩ hanggang 5Ω.

Pagsukat sa Medium Resistance (1Ω – 100kΩ)

Ammeter Voltmeter Method

Ito ang pinakamahigpit at pinakasimpleng paraan ng pagsukat ng resistance. Ginagamit nito ang isang ammeter upang sukatin ang current, I at isang voltmeter upang sukatin ang voltage, V at makukuha natin ang value ng resistance bilang

Ngayon, maaari tayong magkaroon ng dalawang posible na koneksyon ng ammeter at voltmeter, na ipinapakita sa figure sa ibaba.Sa figure 1, ang voltmeter ay nagsusukat ng voltage drop sa ammeter at unknown resistance, kaya

Kaya, ang relative error ay,

Para sa koneksyon sa figure 2, ang ammeter ay nagsusukat ng sum ng current sa voltmeter at resistance, kaya

Ang relative error ay,

Maaaring mapansin na ang relative error ay zero para sa R a = 0 sa unang kaso at Rv = ∞ sa ikalawang kaso. Ngayon, ang tanong ay kung aling koneksyon ang dapat gamitin sa anumang kaso. Upang malaman ito, equate natin ang parehong errors

Kaya para sa resistances na mas mataas sa binigay ng equation sa itaas, gagamitin natin ang unang method at para sa mas mababa, gagamitin natin ang pangalawang method.

Wheatstone Bridge Method

Ito ang pinakasimple at pinakabasic na bridge circuit na ginagamit sa measurement studies. Ito ay pangunahing binubuo ng apat na arms ng resistance P, Q; R at S. Ang R ay ang unknown resistance sa eksperimento, habang ang S naman ay ang standard resistance. Ang P at Q ay kilala bilang ratio arms. Ang EMF source ay konektado sa pagitan ng puntos a at b habang ang galvanometer ay konektado sa pagitan ng puntos c at d.

Ang bridge circuit laging gumagana sa principle ng null detection, i.e. nagva-ry natin ng parameter hanggang ang detector ay nagpapakita ng zero at pagkatapos ay gamit natin ang mathematical relation upang matukoy ang unknown sa terms ng varying parameter at iba pang constants. Sa kasong ito, ang standard resistance, S ay nagva-ry upang makamit ang null deflection sa galvanometer. Ang null deflection na ito ay nangangahulugan ng walang current mula sa punto c patungo sa d, na nangangahulugan na ang potential ng punto c at d ay pareho. Kaya

Sa pag-combine ng dalawang equations sa itaas, nakukuha natin ang famous equation –

Substitution Method

Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng circuit diagram para sa pagsukat ng unknown resistance R. Ang S ay isang standard variable resistance at ang r naman ay isang regulating resistance.

Una, ililipat ang switch sa position 1 at gawin ang ammeter upang basahin ang tiyak na amount ng current sa pamamagitan ng pagva-ry ng r. Tandaan ang value ng ammeter reading. Ngayon, ililipat ang switch sa position 2 at va-ry ang S upang makamit ang parehong ammeter reading na ito ay binasa sa unang kaso. Ang value ng S kung saan ang ammeter ay binasa ng pareho sa position 1, ay ang value ng unknown resistance R, provided ang EMF source ay may constant value sa buong eksperimento.

Pagsukat sa Mataas na Resistance (>100kΩ)

Loss of Charge Method

Sa method na ito, ginagamit natin ang equation ng voltage sa discharging capacitor upang makalkula ang value ng unknown resistance R. Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng circuit diagram at ang equations involved ay-

Gayunpaman, ang case na ito ay nag-assume na walang leakage resistance ng capacitor. Kaya upang i-account ito, ginagamit natin ang circuit na ipinapakita sa figure sa ibaba. R 1

Sundin natin ang parehong procedure ngunit una sa switch S1 closed at susunod na switch S1 open. Para sa unang kaso, makukuha natin

Para sa pangalawang kaso na may switch open, makukuha natin

Gamit ang R 1 mula sa equation sa itaas sa equation para sa R’ maaari nating makalkula ang R.

Megohm Bridge Method

Sa method na ito, ginagamit natin ang famous Wheatstone bridge philosophy ngunit sa isang kaunti lamang na modified way. Ang high resistance ay narepresenta bilang sa figure sa ibaba.

Ang G ay ang guard terminal. Ngayon, maaari rin nating irepresenta ang resistor bilang ipinapakita sa adjoining figure, kung saan ang R AG at RBG ay ang leakage resistances. Ang circuit para sa pagsukat ay ipinapakita sa figure sa ibaba.

Maaaring mapansin na talaga namin nakukuha ang resistance na parallel combination ng R at R AG. Bagamat ito ay nagdudulot ng napakaliit na error.