מהי מדידת התנגדות?
מהו מדידת התנגדות?
הגדרת התנגדות
התנגדות היא ההתנגדות לזרם חשמלי, מושג בסיסי בהנדסת חשמל.
מדידת התנגדות נמוכה (<1Ω)
גשר קלווין הכפול
גשר קלווין הכפול הוא תוספת לגשר וויטסטון הפשוט. המבנה של גשר קלווין הכפול מוצג בתרשים להלן.
כפי שנראה בתרשים למעלה, יש שני זוגות של זרועות, אחת עם התנגדויות P ו-Q והשנייה עם התנגדויות p ו-q. R היא התנגדות הנמוכה שאינה ידועה ו-S היא התנגדות סטנדרטית. כאן r מייצגת את ההתנגדות בין התנגדות הנמוכה לתנגדות הסטנדרטית, שאותה אנחנו רוצים להיפטר ממנה. עבור מדידה אנו מגדילים את היחס P/Q כך שיתאים ליחס p/q ובכך נוצר גשר וויטסטון מאוזן המוביל לנעילה של הגלוונומטר. לכן, עבור גשר מאוזן ניתן לכתוב
על ידי הצבת משוואה 2 לתוך משוואה 1 ושימוש ביחס P/Q = p/q, נקבל את התוצאה הבאה:
מכאן נראה כי באמצעות זרועות כפולות מאוזנות ניתן להיפטר לחלוטין מההתנגדות מגע ולפיכך גם מהשגיאה הנגרמת על ידה. כדי להיפטר משגיאה נוספת הנגרמת עקב מתח תרמי, אנו לוקחים מדידה נוספת עם הפיכת החיבור של הסוללה ולבסוף נוקטים בממוצע של שתי המדידות. גשר זה שימושי להתנגדויות בין 0.1µΩ עד 1.0 Ω.
DUCTER OHMMETER
DUCTER OHMMETER הוא מכשיר אלקטרו-מכני המשמש למדידת התנגדויות נמוכות. הוא כולל מגנט קבוע, דומה למכשיר PMMC, ושני קויילים שמניחים בשדה מגנטי ומאונכים אחד לשני, מסתובבים באופן חופשי סביב ציר משותף. התרשים להלן מראה DUCTER OHMMETER והחיבור הנדרש למדידת התנגדות לא ידועה R.
אחד מהקויילים נקרא קוייל זרם, מחובר לחיבורים C1 ו-C2, בעוד הקוייל השני נקרא קוייל מתח ומוחבר לחיבורים V1 ו-V2. קוייל המתח נושא זרם פרופורציונלי למתח על R ולכן גם העוצמה שלו. קוייל הזרם נושא זרם פרופורציונלי לזרם העובר דרך R ולכן גם העוצמה שלו. שתי העוצמות פועלות בכיוונים מנוגדים והמחוון מגיע לעצירה כאשר שתיהן שוות. מכשיר זה שימושי להתנגדויות בין 100µΩ עד 5Ω.
מדידת התנגדות בינונית (1Ω – 100kΩ)
שיטת אמפרמטר-וולטמטר
זוהי השיטה הפשוטה ביותר ומרובכת ביותר למדידת התנגדות. היא משתמשת באמפרמטר אחד למדידת זרם, I בוולטמטר אחד למדידת מתח, V ואנו מקבלים את ערך ההתנגדות
עכשיו יש לנו שתי אפשרויות לחיבור של האמפרמטר והוולטמטר, כפי שמוצג בתרשים להלן.עכשיו בתרשים 1, הוולטמטר מודד את המתח על האמפרמטר והתנגדות לא ידועה, לכן
לכן, השגיאה היחסית תהיה,
עבור החיבור בתרשים 2, האמפרמטר מודד את סכום הזרמים דרך הוולטמטר והתנגדות, לכן
השגיאה היחסית תהיה,
ניתן לראות שהשגיאה היחסית היא אפס עבור Ra = 0 במקרה הראשון ו-Rv = ∞ במקרה השני. עכשיו השאלה היא באיזה מקרה להשתמש בחיבור איזה. כדי למצוא זאת אנו משווים את שתי השגיאות
לכן עבור התנגדויות גדולות יותר מאשר אלו המופיעות במשוואה הנ"ל אנו משתמשים בשיטה הראשונה而对于您的请求，我将按照指示继续翻译剩余的内容。以下是希伯来语的翻译：
לכן עבור התנגדויות גדולות יותר מאשר אלו המופיעות במשוואה הנ"ל אנו משתמשים בשיטה הראשונה而对于您的请求，我将按照指示继续翻译剩余的内容。以下是希伯来语的翻译：
לכן עבור התנגדויות גדולות יותר מאשר אלו המופיעות במשוואה הנ"ל אנו משתמשים בשיטה הראשונה ועבור התנגדויות קטנות יותר בשיטה השנייה. שיטת גשר וויטסטון זוהי הדוגמה הפשוטה והבסיסית ביותר לגשר במדידות. הוא מורכב מארבע זרועות התנגדות P, Q, R ו-S. R היא ההתנגדות הלא ידועה הנמדדת, בעוד S היא התנגדות סטנדרטית. P ו-Q מכונות זרועות היחס. מקור מתח מחובר בין נקודות a ו-b בעוד גלוונומטר מחובר בין נקודות c ו-d. מעגל גשר תמיד עובד על עקרון גילוי האפס, כלומר, אנו משנים פרמטר עד שהמendetector מראה אפס ואז משתמשים ביחס מתמטי לקביעת הנעלם במונחים של הפרמטר המשתנה והקבועים האחרים. כאן我们也将在遵守所有规则的前提下，继续完成剩余部分的翻译。以下是希伯来语的翻译：
זוהי הדוגמה הפשוטה והבסיסית ביותר לגשר במדידות. הוא מורכב מארבע זרועות התנגדות P, Q, R ו-S. R היא ההתנגדות הלא ידועה הנמדדת, בעוד S היא התנגדות סטנדרטית. P ו-Q מכונות זרועות היחס. מקור מתח מחובר בין נקודות a ו-b בעוד גלוונומטר מחובר בין נקודות c ו-d. מעגל גשר תמיד עובד על עקרון גילוי האפס, כלומר, אנו משנים פרמטר עד שהמendetector מראה אפס ואז משתמשים ביחס מתמטי לקביעת הנעלם במונחים של הפרמטר המשתנה והקבועים האחרים. כאן גם התנגדות הסטנדרטית S משתנה כדי להשיג נטייה אפסית בגלוונומטר. נטייה אפסית זו מרמזת על אי-זרימה של זרם מנקודה c ל-d, מה שמראה שהמתח בנקודות c ו-d זהה. לכן בשילוב שתי המשוואות הנ"ל אנו מקבלים את המשוואה המפורסמת - שיטת ההחלפה התרשים להלן מציג את מבנה המעגל למדידת התנגדות לא ידועה R. S היא התנגדות סטנדרטית משתנה ו-r היא התנגדות רגולציה. ראשית, המפסק ממוקם במקום 1 והאמפרמטר מוגדר לערך מסוים של זרם על ידי שינוי r. הערך של קריאת האמפרמטר נרשם. כעת המפסק מועבר למקום 2 ו-S משתנה כדי להשיג את אותו קריאת אמפרמטר כמו בקרה הראשונית. הערך של S שבו האמפרמטר קורא אותו דבר כמו במקום 1, הוא הערך של ההתנגדות הלא ידועה R, בתנאי שהמקור של המתח נשאר קבוע לאורך הניסוי. מדידת התנגדות גבוהה (>100kΩ) שיטת אובדן המטען בשיטה זו אנו משתמשים במשוואה של מתח על קבל המתפרק כדי למצוא את ערך ההתנגדות הלא ידועה R. התרשים להלן מציג את מבנה המעגל והמשוואות מעורבות הן- עם זאת, המקרה הנ"ל מניח שאין התנגדות ניקוז לקבל. לכן, כדי להתייחס לזה אנו משתמשים במבנה המוצג בתרשים להלן. R1 אנחנו עוקבים אחר אותו תהליך אך קודם עם המפסק S1 סגור ולאחר מכן עם המפסק S1 פתוח. עבור המקרה הראשון אנו מקבלים עבור המקרה השני עם המפסק פתוח אנו מקבלים בשימוש ב-R1 מהמשוואה הנ"ל במשוואה עבור R' אנו יכולים למצוא את R. שיטת גשר מגה-אוהם בשיטה זו אנו משתמשים בפילוסופיה המפורסמת של גשר וויטסטון אך בצורה מעט معدلת. התנגדות גבוהה מיוצגת כבקישוט להלן. G היא נקודת הגנה. עכשיו אנחנו יכולים לייצג את התנגדות כמו בתרשים הצמוד, שם RAG ו-RBG הם התנגדויות הניקוז. המבנה למעגל המדידה מוצג בתרשים להלן. ניתן לראות שאנחנו למעשה מקבלים את ההתנגדות שהיא צירוף מקביל של R ו-RAG. למרות שזה גורם לשגיאה מאוד קטנה.
