Pagsukat ng Resistance

Ang resistance ay isa sa mga pinakabasic na elemento na natutuklasan sa electrical at electronics engineering. Ang halaga ng resistance sa engineering ay maaaring mula sa napakaliit na halaga tulad ng resistance ng isang transformer winding, hanggang sa napakataas na halaga tulad ng insulation resistance ng parehong transformer winding. Bagama't ang multimeter ay gumagana nang maayos kung kailangan natin ng kasariling halaga ng resistance, para sa tumpak na halaga at lalo na sa napakaliit at napakataas na halaga, kailangan natin ng tiyak na pamamaraan. Sa artikulong ito, pag-uusapan natin ang iba't ibang pamamaraan ng pagsukat ng resistance. Para sa layuning ito, inilalagay natin 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 nito, ito ay makapantay sa resistance na sinusukat at dahil dito, nagdudulot ito ng seryosong error.
Kaya upang iwasan ang isyu na ito, ginagawa ang mababang resistance na may apat na terminal. Dalawang terminal ang current terminals at ang ibang dalawa naman ang potential terminals.
Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng konstruksyon ng mababang resistance.

Ang current ay inilalapat sa current terminals C1 at C2 habang ang potential drop ay sinusukat sa potential terminals V1 at V2. Kaya maaari nating malaman ang halaga ng resistance sa ilalim ng eksperimento sa termino ng V at I tulad ng ipinapakita sa itaas na larawan. 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 umiiral, ito ay napakaliit na bahagi ng mataas na resistance potential circuit at dahil dito, nagdudulot lamang ito ng kaunti na error.

Ang mga pamamaraan na ginagamit para sa pagsukat ng mababang resistances ay:-

• Kelvin’s Double Bridge Method

• Potentiometer Method

• Ducter Ohmmeter.

Kelvin’s Double Bridge

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

Talakayin natin ang dalawang set ng arms, isa na may resistances P at Q at ang isa pa ay may resistances p at q. Ang R ay ang unknown na mababang resistance at ang S naman ay ang standard resistance. Dito, ang r ay kumakatawan sa contact resistance sa pagitan ng unknown resistance at standard resistance, na dapat nating alisin. Para sa pagmemeasure, ginagawa natin ang ratio P/Q na katumbas ng p/q at dahil dito, nabubuo ang balanced Wheatstone bridge na nagiging sanhi ng null deflection sa galvanometer. Kaya para sa balanced bridge, maaari nating isulat

Paglalagay ng eqn 2 sa 1 at pag-solve, gamit ang P/Q = p/q, nakukuha natin-

Kaya nakikita natin na sa pamamagitan ng paggamit 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 na dulot ng thermo-electric emf, kinakailangan nating kunin ang isa pang reading sa pagbaliktad ng battery connection at huli, kunin ang average ng dalawang readings. Ang bridge na ito ay kapaki-pakinabang para sa mga resistances na nasa range ng 0.1µΩ hanggang 1.0 Ω.

Ducter Ohmmeter

Ito ay isang electromechanical na instrument na ginagamit para sa pagmeasure ng mababang resistances. Ito ay binubuo ng permanent magnet na parang PMMC instrument at dalawang coils sa pagitan ng magnetic field na nililikha ng poles ng magnet. Ang dalawang coils ay nasa right angles sa bawat isa at malaya silang mag-ikot sa common axis. Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng Ducter Ohmmeter at ang mga koneksyon na kailangan upang sukatin ang unknown resistance R.

Ang isa sa 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 proporsyonal sa voltage drop sa R at gayon din ang torque na ito ay nagdidisenyo. Ang current coil ay nagdadala ng current na proporsyonal sa current na lumalabas sa R at gayon din ang torque nito. Ang parehong torque ay gumagana sa kabaligtaran na direksyon at ang indicator ay tumitigil kung kapwa sila ay pantay. Ang instrument na ito ay kapaki-pakinabang para sa resistance na nasa range 100µΩ hanggang 5Ω.

Pagmeasure ng Medium Resistance (1Ω – 100kΩ)

Ang mga sumusunod ang mga paraan na ginagamit para sa pagmeasure ng resistance na nasa range 1Ω – 100kΩ –

• Ammeter-Voltmeter Method

• Wheatstone Bridge Method

• Substitution Method

• Carey-Foster Bridge Method

• Ohmmeter Method

Para sa Ammeter at Voltmeter Method

Ito ang pinakamadaling paraan ng pagsukat ng resistansiya. Ginagamit dito ang isang ammeter upang sukatin ang kuryente, I at isang voltmeter upang sukatin ang voltage, V at makukuha natin ang halaga ng resistansiya bilang

Ngayon, maaari tayong magkaroon ng dalawang posibleng koneksyon ng ammeter at voltmeter, na ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Sa larawan 1, ang voltmeter ay sumusukat ng pagbagsak ng voltage sa ibabaw ng ammeter at ang hindi alam na resistansiya, kaya

Kaya, ang relasyon ng error ay,

Para sa koneksyon sa larawan 2, ang ammeter ay sumusukat ng kabuuang kuryente sa ibabaw ng voltmeter at resistansiya, kaya

Ang relasyon ng error ay,

Maaaring mapansin na ang relasyon ng error ay zero para sa Ra = 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, pinagsama natin ang parehong error

Kaya para sa mga resistansiya na mas malaki kaysa sa ibinigay ng itaas na ekwasyon, ginagamit natin ang unang paraan at para sa mas maliit, ginagamit natin ang pangalawang paraan.

Para sa Wheatstone Bridge Method

Ito ang pinakamadaling at pinakabatang bridge circuit na ginagamit sa mga pag-aaral ng pagsukat. Ito ay pangunahing binubuo ng apat na braso ng resistansiya P, Q, R, at S. Ang R ay ang hindi alam na resistansiya na isusubok, habang ang S naman ay isang pamantayan na resistansiya. Ang P at Q ay kilala bilang ratio arms. Isinasangguni ang isang EMF source sa pagitan ng puntos a at b habang isinasangguni naman ang isang galvanometer sa pagitan ng puntos c at d.

Ang isang bridge circuit ay laging gumagana batay sa prinsipyong null detection, iyon ay, ina-adjust natin ang isang parameter hanggang ang detector ay nagpapakita ng zero, at pagkatapos ay ginagamit natin ang isang matematikal na relasyon upang tukuyin ang hindi alam sa pamamagitan ng iba pang konstante. Dito rin, ina-adjust ang pamantayang resistansiya, 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 potensyal ng punto c at d ay pareho. Kaya

Kapag pinagsama ang dalawang ekwasyon na ito, nakukuha natin ang sikat na ekwasyon –

Pamamaraan ng Pagpalit

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

Una, ililipat ang switch sa posisyon 1 at gawin ang ammeter upang basahin ang tiyak na halaga ng current sa pamamagitan ng pag-aadjust ng r. Ang halaga ng ammeter reading ay itatala. Ngayon, ililipat ang switch sa posisyon 2 at i-adjust ang S upang makamit ang parehong ammeter reading tulad ng unang kaso. Ang halaga ng S kung saan ang ammeter ay nagbabasa ng pareho sa posisyon 1, ay ang halaga ng hindi alam na resistansiya R, basta ang EMF source ay may constant value sa buong eksperimento.

Pagsukat ng Mataas na Resistansiya (>100kΩ)

Ang mga sumusunod ay ilang mga pamamaraan na ginagamit para sa pagsukat ng mataas na resistansiya-

• Loss of Charge Method

• Megger

• Megohm Bridge Method

• Direct Deflection Method

Karaniwang ginagamit natin ang napakaliit na halaga ng current para sa ganitong pagsukat, ngunit dahil sa mataas na resistansiya, ang paglikha ng mataas na voltages ay hindi nakakagulat. Dahil dito, kami ay nakakakita ng iba't ibang problema tulad ng-

1. Maaaring mag-accumulate ang electrostatic charges sa mga instrumento ng pagsukat

2. Ang leakage current ay maaaring maging comparable sa measuring current at maaaring maging sanhi ng error

3. Ang insulation resistance ay isa sa pinaka-karaniwan sa kategoryang ito; gayunpaman, ang dielectric ay laging imodelo bilang resistor at capacitor sa parallel. Kaya habang sinusukat ang insulation resistance (I.R.), ang current ay kasama ang parehong komponente at kaya ang tunay na halaga ng resistansiya ay hindi nakuha. Ang capacitive component bagaman bumababa exponentially, ngunit kailangan pa rin ng napakataas na oras upang mawala. Kaya, iba't ibang halaga ng I.R. ang nakuha sa iba't ibang oras.

4. Proteksyon ng mga delikado na instrumento mula sa mataas na fields.

Kaya upang solusyonan ang problema ng pagdadaloy ng kuryente o kapasitibong kuryente, ginagamit natin ang isang guard circuit. Ang konsepto ng guard circuit ay ang i-bypass ang pagdadaloy ng kuryente mula sa ammeter upang masukat ang tunay na resistibong kuryente. Sa larawan sa ibaba, ipinapakita ang dalawang koneksyon sa voltmeter at micro ammeter para sukatin ang R, isa nang walang guard circuit at isa naman may guard circuit.

Sa unang circuit, ang micro ammeter ay sumusukat ng parehong kapasitibong at resistibong kuryente na nagiging sanhi ng pagkakamali sa halaga ng R, samantalang sa ibang circuit, ang micro ammeter ay nagbabasa lamang ng resistibong kuryente.

Paraan ng Pagkawala ng Kargamento

Sa pamamaraang ito, ginagamit natin ang ekwasyon ng voltahed sa isang nagdidischarge na capacitor upang mahanap ang halaga ng hindi alam na resistance R. Ipinalalabas sa larawan sa ibaba ang diagrama ng circuit at ang mga kasangkot na ekwasyon ay-


Gayunpaman, ang nabanggit na kaso ay nagsasangguni sa walang pagdadaloy ng resistance ng capacitor. Kaya upang ito ay mapabilanggo, ginagamit natin ang circuit na ipinalalabas sa larawan sa ibaba. R1 ang pagdadaloy ng resistance ng C at R ang hindi alam na resistance.
Ginagamit natin ang parehong proseso ngunit una nang sarado ang switch S1 at susunod naman nang bukas ang switch S1. Para sa unang kaso, nakukuha natin

Para sa pangalawang kaso nang bukas ang switch, nakukuha natin

Gamit ang R1 mula sa nabanggit na ekwasyon sa ekwasyon para sa R’ maaari nating makuhang R.

Paraan ng Megohm Bridge

Sa pamamaraang ito, ginagamit natin ang kilalang pilosopiya ng Wheatstone bridge ngunit sa kaunting pagbabago. Inilalarawan ang mataas na resistansiya bilang ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Ang G ay ang guard terminal. Ngayon, maaari rin nating ilarawan ang resistor bilang ipinapakita sa sumusuporta na larawan, kung saan ang RAG at RBG ang mga leakage resistances. Ang circuit para sa pagsukat ay ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Maaaring mapansin na talagang nakukuha natin ang resistansiya na parallel combination ng R at RAG. Bagaman, ito'y nagdudulot ng napakaliit na error.

Megger

Ang Megger ay isa sa mga pinakamahalagang instrumento para sa pagsukat na ginagamit ng mga electrical engineer at ito ay pangunahing ginagamit para sa pagsukat ng insulation resistance lamang. Ito ay binubuo ng isang generator na maaaring i-hand drive o ngayong panahon, mayroon tayong electronic megger. Ang mga detalye ng megger ay napagusapan sa hiwalay na artikulo.

Pahayag: Respetuhin ang orihinal, mabubuti na mga artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may paglabag sa copyright pakiusap ilipat ang pagkakasala.