Pagsukat ng Resistance

Ang resistance ay isa sa mga pinakabasehang elemento na nakikita sa elektrikal at elektroniks engineering. Ang halaga ng resistance sa engineering ay maaaring mula sa napakaliit na halaga, tulad ng resistance ng isang winding ng transformer, hanggang sa napakataas na halaga, tulad ng insulation resistance ng parehong winding ng transformer. Bagama't ang multimeter ay gumagana nang mabuti kung kailangan natin ng kasinungalingan na halaga ng resistance, para sa mas tiyak na halaga at lalo na sa napakaliit at napakataas na halaga, kailangan natin ng espesipikong pamamaraan. Sa artikulong ito, ipag-uusapan namin ang iba't ibang pamamaraan ng pagsukat ng resistance. Para sa layuning ito, inilalagay namin ang resistance sa tatlong klase-

Pagsukat ng Mababang Resistance (<1Ω)

Ang pangunahing problema sa pagsukat ng mababang resistance ay ang contact resistance o lead resistance ng mga instrumento ng pagsukat, bagama't maliit ang halaga, ito ay makapantay sa resistance na isusukat at kaya nagdudulot ng seryosong error.
Kaya upang iwasan ang isyu na ito, ginawa ang mga resistance na may maliit na halaga na may apat na terminal. Dalawang terminal ay current terminals at ang iba pang dalawa ay potential terminals.
Ipinaliliwanag ng larawan sa ibaba ang konstruksyon ng mababang resistance.

Ang current ay inilalabas sa pamamagitan ng current terminals C1 at C2 habang ang potential drop ay isinusukat sa pamamagitan ng potential terminals V1 at V2. Kaya maaari nating malaman ang halaga ng resistance sa ilalim ng eksperimento sa pamamagitan ng V at I tulad ng ipinapakita sa larawan sa itaas. Ang pamamaraang ito ay tumutulong sa amin upang iwasan ang contact resistance dahil sa current terminals at bagama't ang contact resistance ng potential terminals ay patuloy na lumilitaw, ito ay napakaliit na bahagi ng mataas na resistance na potential circuit at kaya nagdudulot lamang ng walang kahalagang error.

Ang mga pamamaraang ginagamit para sa pagsukat ng mababang resistance ay:

• Kelvin’s Double Bridge Method

• Potentiometer Method

• Ducter Ohmmeter.

Kelvin’s Double Bridge

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

Tulad ng makikita natin sa larawan sa itaas, mayroong dalawang set ng arms, isa na may resistances P at Q at isa pa na may resistances p at q. R ang hindi alam na mababang resistance at S ay isang standard resistance. Dito ang r ay kumakatawan sa contact resistance sa pagitan ng hindi alam na resistance at ang standard resistance, kung saan kailangan nating iwasan ang epekto. Para sa pagsukat, ginagawa natin ang ratio P/Q na katumbas ng p/q at kaya nabubuo ang balanced Wheatstone bridge na nagresulta sa null deflection sa galvanometer. Kaya para sa balanced bridge, maaari nating isulat

Pinapalit ang eqn 2 sa 1 at tinatasa at gamit ang P/Q = p/q, nakukuha natin-

Kaya nakikita natin na sa pamamagitan ng paggamit ng balanced double arms, maaari nating iwasan ang contact resistance nang ganap at kaya ang error dahil dito. Upang iwasan ang isa pang error dahil sa thermo-electric emf, kinukuha natin ang isa pang reading na may baligtad na koneksyon ng battery at sa wakas 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

Ito ay isang electromechanical instrument na ginagamit para sa pagsukat ng mababang resistance. Ito ay binubuo ng permanent magnet na parang sa PMMC instrument at dalawang coils sa gitna ng magnetic field na nililikha ng poles ng magnet. Ang dalawang coils ay nasa kanan na anggulo sa bawat isa at libre na mag-ikot sa paligid ng common axis. Ipinaliliwanag ng larawan sa ibaba ang Ducter Ohmmeter at ang mga koneksyon na kinakailangan upang sukatin ang hindi alam na resistance R.

Ang isa sa coil na tinatawag na current coil, ay konektado sa current terminals C1 at C2, habang 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 proporsyonal sa voltage drop sa R at kaya rin ang torque na ito. Ang current coil ay nagdadala ng current na proporsyonal sa current na umuudyok sa R at kaya rin ang torque nito. Ang parehong torque ay gumagana sa kabaligtaran na direksyon at ang indicator ay humihinto kung ang pareho ay pantay. Ang instrumentong ito ay kapaki-pakinabang para sa resistance sa range 100µΩ hanggang 5Ω.

Pagsukat ng Katamtamang Resistance (1Ω – 100kΩ)

Ang mga sumusunod ang mga pamamaraan na ginagamit para sa pagsukat ng resistance na may halaga sa range 1Ω – 100kΩ –

• Ammeter-Voltmeter Method

• Wheatstone Bridge Method

• Substitution Method

• Carey- Foster Bridge Method

• Ohmmeter Method

Ammeter Voltmeter Method

Ito ang pinakamadaling at pinakasimpleng pamamaraan ng pagsukat ng resistance. Ginagamit nito ang isang ammeter upang sukatin ang current, I at isang voltmeter upang sukatin ang voltage, V at nakukuha natin ang halaga ng resistance bilang

Ngayon maaari tayong magkaroon ng dalawang posibleng koneksyon ng ammeter at voltmeter, ipinaliliwanag sa larawan 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 pamamagitan ng voltmeter at resistance, kaya

Ang relative error ay,

Maaaring makita na ang relative error ay zero para sa Ra = 0 sa unang kaso at Rv = ∞ sa ikalawang kaso. Ngayon ang tanong ay, anong koneksyon ang dapat gamitin sa anong kaso. Upang malaman ito, inequate natin ang parehong errors

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

Wheatstone Bridge Method

Ito ang pinakasimpleng at pinakabasehang bridge circuit na ginagamit sa pagsasagawa ng pagsukat. Ito ay binubuo ng apat na arms ng resistance P, Q; R at S. R ang hindi alam na resistance sa ilalim ng eksperimento, habang S ay isang standard resistance. P at Q ay kilala bilang ratio arms. Isang EMF source ay konektado sa puntos a at b habang isang galvanometer ay konektado sa puntos c at d.