प्रतिरोधकता को मापनुहोस्

प्रतिरोध विद्युत और इलेक्ट्रोनिक्स इंजीनियरिंग में सबसे मौलिक तत्वों में से एक है। इंजीनियरिंग में प्रतिरोध का मान बहुत छोटे मान जैसे, एक ट्रांसफार्मर वाइंडिंग का प्रतिरोध, से लेकर बहुत उच्च मान जैसे, उसी ट्रांसफार्मर वाइंडिंग का इन्सुलेशन प्रतिरोध तक भिन्न होता है। यदि हमें प्रतिरोध का अनुमानित मान चाहिए तो एक मल्टीमीटर काफी अच्छा काम करता है, लेकिन ठीक मानों के लिए और विशेष रूप से बहुत कम और बहुत उच्च मानों के लिए हमें विशिष्ट विधियों की आवश्यकता होती है। इस लेख में हम प्रतिरोध मापन की विभिन्न विधियों पर चर्चा करेंगे। इस उद्देश्य के लिए हम प्रतिरोध को तीन वर्गों में विभाजित करते हैं-

कम प्रतिरोध का मापन (<1Ω)

कम प्रतिरोध मानों के मापन में प्रमुख समस्या मापन उपकरणों का संपर्क प्रतिरोध या लीड प्रतिरोध है, जो होने के नाते छोटा होता है लेकिन मापी जा रहे प्रतिरोध के मान के साथ तुलनीय होता है और इसलिए गंभीर त्रुटि पैदा करता है।
इस समस्या को दूर करने के लिए कम मान के प्रतिरोधों को चार टर्मिनलों के साथ बनाया जाता है। दो टर्मिनल धारा टर्मिनल होते हैं और अन्य दो संभावना टर्मिनल होते हैं।
नीचे दिए गए चित्र में कम प्रतिरोध का निर्माण दिखाया गया है।

धारा धारा टर्मिनल C1 और C2 से बहती है जबकि संभावना गिरावट V1 और V2 संभावना टर्मिनलों पर मापी जाती है। इसलिए हम प्रयोगात्मक प्रतिरोध का मान V और I के पदों में ऊपर दिए गए चित्र के अनुसार ज्ञात कर सकते हैं। यह विधि हमें धारा टर्मिनलों के कारण संपर्क प्रतिरोध को छोड़ने में मदद करती है और यद्यपि संभावना टर्मिनलों का संपर्क प्रतिरोध अभी भी मानदंड बनता है, यह उच्च प्रतिरोध संभावना सर्किट का बहुत छोटा अंश है और इसलिए नगण्य त्रुटि पैदा करता है।

कम प्रतिरोधों के मापन के लिए उपयोग की जाने वाली विधियाँ हैं:-

• केल्विन की डबल ब्रिज विधि

• पोटेंशियोमीटर विधि

• डक्टर ओहममीटर।

केल्विन की डबल ब्रिज

केल्विन की डबल ब्रिज साधारण व्हीटस्टोन ब्रिज का एक संशोधन है। नीचे दिए गए चित्र में केल्विन की डबल ब्रिज का सर्किट आरेख दिखाया गया है।

जैसा कि हम ऊपर दिए गए चित्र में देख सकते हैं, यहाँ दो सेट ऑफ़ आर्म हैं, एक P और Q के प्रतिरोधों के साथ और दूसरा p और q के प्रतिरोधों के साथ। R अज्ञात कम प्रतिरोध है और S एक मानक प्रतिरोध है। यहाँ r अज्ञात प्रतिरोध और मानक प्रतिरोध के बीच का संपर्क प्रतिरोध है, जिसका प्रभाव हम दूर करना चाहते हैं। मापन के लिए हम P/Q को p/q के बराबर करते हैं और इसलिए एक संतुलित व्हीटस्टोन ब्रिज बनता है जो गल्वानोमीटर में शून्य विक्षेपण ले जाता है। इसलिए एक संतुलित ब्रिज के लिए हम लिख सकते हैं

समीकरण 2 को 1 में रखकर हल करने और P/Q = p/q का उपयोग करने पर, हम प्राप्त करते हैं-

इसलिए हम देखते हैं कि संतुलित डबल आर्म का उपयोग करके हम संपर्क प्रतिरोध को पूरी तरह से दूर कर सकते हैं और इसलिए इसके कारण होने वाली त्रुटि को दूर कर सकते हैं। थर्मो-इलेक्ट्रिक EMF के कारण होने वाली एक और त्रुटि को दूर करने के लिए, हम बैटरी कनेक्शन को उलट देते हैं और अंत में दो पाठों का औसत लेते हैं। यह ब्रिज 0.1µΩ से 1.0 Ω तक के प्रतिरोधों के लिए उपयोगी है।

डक्टर ओहममीटर

यह एक इलेक्ट्रोमेकेनिकल उपकरण है जिसका उपयोग कम प्रतिरोधों के मापन के लिए किया जाता है। इसमें एक स्थायी चुंबक होता है जो PMMC उपकरण के समान होता है और चुंबक के ध्रुवों द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र के बीच दो कुंडल होते हैं। दो कुंडल एक दूसरे के लंबवत होते हैं और सामान्य अक्ष के चारों ओर घूमने के लिए स्वतंत्र होते हैं। नीचे दिए गए चित्र में एक डक्टर ओहममीटर और एक अज्ञात प्रतिरोध R को मापने के लिए आवश्यक कनेक्शन दिखाया गया है।

कुंडलों में से एक, धारा कुंडल, धारा टर्मिनल C1 और C2 से जुड़ा होता है, जबकि दूसरा कुंडल, वोल्टेज कुंडल, संभावना टर्मिनल V1 और V2 से जुड़ा होता है। वोल्टेज कुंडल R के माध्यम से वोल्टेज गिरावट के समानुपाती धारा ले जाता है और इसका टोक भी उसी समानुपाती होता है। धारा कुंडल R के माध्यम से बहने वाली धारा के समानुपाती धारा ले जाता है और इसका टोक भी उसी समानुपाती होता है। दोनों टोक विपरीत दिशा में कार्य करते हैं और जब दोनों टोक बराबर होते हैं, तो इंडिकेटर रुक जाता है। यह उपकरण 100µΩ से 5Ω तक के प्रतिरोधों के लिए उपयोगी है।

मध्यम प्रतिरोध का मापन (1Ω – 100kΩ)

निम्नलिखित विधियाँ 1Ω – 100kΩ की सीमा में प्रतिरोध का मापन करने के लिए उपयोग की जाती हैं-

• अमीटर-वोल्टमीटर विधि

• व्हीटस्टोन ब्रिज विधि

• प्रतिस्थापन विधि

• कैरी-फोस्टर ब्रिज विधि

• ओहममीटर विधि

अमीटर वोल्टमीटर विधि

यह प्रतिरोध मापन की सबसे सरल और सरलतम विधि है। इसमें एक अमीटर धारा, I को मापने के लिए और एक वोल्टमीटर वोल्टेज, V को मापने के लिए उपयोग किया जाता है और हम प्रतिरोध का मान प्राप्त करते हैं