Ano ang Pagsukat ng Resistance?

Ano ang Pagsukat ng Resistance?

Pangalanan ng Resistance

Ang resistance ay ang paglaban sa pagtakbo ng kuryente, isang pundamental na konsepto sa electrical engineering.

Pagsukat ng Mababang Resistance (<1Ω)

Kelvin’s Double Bridge

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

Tulad ng makikita natin sa itaas, mayroong dalawang set ng arms, isa na may resistances P at Q, at isa pa na may resistances p at q. Ang R ay ang hindi alam na mababang resistance at ang S ay isang standard resistance. Dito, ang r ay kumakatawan sa contact resistance sa pagitan ng hindi alam na resistance at standard resistance, na kailangan nating alisin. Para sa pagsukat, ginagawa natin ang ratio P/Q na pantay sa 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 pag-substitute ng Equation 2 sa Equation 1 at gamit ng ratio P/Q = p/q, nakukuha 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 ang error dahil dito. Upang alisin ang isa pang error dahil sa thermo-electric emf, kinukuha natin ang isa pang reading na may battery connection na inibaliktad at huli, kinukuha natin 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 nagmamasid ng mababang resistances. Ito ay kasama ng permanent magnet, katulad ng PMMC instrument, at dalawang coils na naka-position sa loob ng magnetic field at naka-right angles sa bawat isa, na malayang umiikot tungkol sa common axis. Ang diagram sa ibaba ay nagpapakita ng Ducter Ohmmeter at ang kinakailangang mga koneksyon upang masukat ang hindi alam na resistance R.

Isa sa mga coil na tinatawag na current coil, ay nakakonekta sa current terminals C 1 at C2, habang ang isa pang coil na tinatawag na voltage coil ay nakakonekta sa potential terminals V1 at V2. Ang voltage coil ay nagdadala ng current na proporsyonal sa voltage drop sa R at kaya rin ang torque na ito ay nililikha. Ang current coil ay nagdadala ng current na proporsyonal sa current na tumatakbo sa R at kaya rin ang torque nito. Ang parehong torque ay gumagana sa kabaligtarang direksyon at ang indicator ay huminto kapag ang dalawa ay pantay. Ang instrument na ito ay kapaki-pakinabang para sa resistance sa range 100µΩ hanggang 5Ω.

Pagsukat ng Medium Resistance (1Ω – 100kΩ)

Ammeter Voltmeter Method

Ito ang pinakamahirap at pinakasimpleng paraan ng pagsukat ng resistance. Ginagamit nito ang isang ammeter upang masukat ang current, I at isang voltmeter upang masukat ang voltage, V at nakukuha natin ang halaga ng resistance bilang

Ngayon, maaari nating 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 ang hindi alam na 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,

Makikita natin na ang relative error ay zero para sa R a = 0 sa unang kaso at Rv = ∞ sa ikalawang kaso. Ngayon, ang tanong ay kung anong koneksyon ang gagamitin sa anumang kaso. Upang malaman ito, iequate natin ang parehong errors

Kaya para sa resistances na mas mataas kaysa sa ibinigay ng itaas na equation, ginagamit natin ang unang method at para sa mas mababa, ginagamit natin ang pangalawang method.

Wheatstone Bridge Method

Ito ang pinakasimple at pinakabasic na bridge circuit na ginagamit sa pagsusukat. Ito ay pangunahing binubuo ng apat na arms ng resistance P, Q; R at S. Ang R ay ang hindi alam na resistance sa eksperimento, habang ang S ay isang standard resistance. Ang P at Q ay kilala bilang ratio arms. Isang EMF source ay nakakonekta sa puntos a at b habang ang galvanometer ay nakakonekta sa puntos c at d.

Ang bridge circuit ay laging gumagana sa prinsipyong null detection, i.e. binabago natin ang parameter hanggang ang detector ay nagpapakita ng zero at pagkatapos ay ginagamit natin ang mathematical relation upang matukoy ang hindi alam sa termino ng varying parameter at iba pang constants. Dito din, binabago natin ang standard resistance, S 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 parehas. Kaya

Pinagsasama natin ang itaas na dalawang equations upang makakuha ng famous equation –

Substitution Method

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

Una, ililipat ang switch sa position 1 at gawin ang ammeter upang basahin ang tiyak na halaga ng current sa pamamagitan ng pagbabago ng r. Ang halaga ng ammeter reading ay itutala. Ngayon, ililipat ang switch sa position 2 at ibabago ang S upang makamit ang parehong ammeter reading tulad ng ito ay binasa sa unang kaso. Ang halaga ng S kung saan ang ammeter ay binasa ang parehong bagay tulad ng sa position 1, ay ang halaga ng hindi alam na resistance R, basta ang EMF source ay may constant value sa buong eksperimento.

Pagsukat ng Mataas na Resistance (>100kΩ)

Loss of Charge Method

Sa pamamaraang ito, ginagamit natin ang equation ng voltage sa discharging capacitor upang makuha ang halaga ng hindi alam na resistance R. Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng circuit diagram at ang mga equations na kasangkot ay-

Gayunpaman, ang itaas na kaso ay nagsasang-ayon na walang leakage resistance ng capacitor. Kaya upang mapabilang dito, ginagamit natin ang circuit na ipinapakita sa figure sa ibaba. R 1

Sinasundan natin ang parehong proseso ngunit una na may closed na switch S1 at susunod na may open na switch S1. Para sa unang kaso, nakukuha natin

Para sa pangalawang kaso na may open na switch, nakukuha natin

Ginagamit natin ang R 1 mula sa itaas na equation sa equation para sa R’ upang makuha ang R.

Megohm Bridge Method

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

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

Makikita natin na aktwal na nakukuha natin ang resistance na parallel combination ng R at R AG. Bagaman ito ay nagdudulot ng napakaliit na error.