Kelvin-brugskring | Kelvin-dubbelbrug

Voordat ons Kelvin-brug bekendstel, is dit baie belangrik om te weet wat die noodsaaklikheid van hierdie brug is, alhoewel ons Wheatstone-brug het wat in staat is om elektriese weerstand akkuraat te meet (gewoonlik 'n akkuraatheid van ongeveer 0,1%).

Om die noodsaaklikheid van die Kelvin-brug te verstaan, moet ons eers drie belangrike maniere herken om elektriese weerstand te kategoriseer:

1. Hoë Weerstand: Weerstand wat groter is as 0,1 Mega-ohm.

2. Medium Weerstand: Weerstand wat varieer van 1 ohm tot 0,1 Mega-ohm.

3. Laag Weerstand: Onder hierdie kategorie is die weerstandswaarde laer as 1 ohm.

Die logika agter hierdie klassifikasie is dat, indien ons elektriese weerstand wil meet, ons verskillende toestelle vir verskillende kategorieë moet gebruik. Dit beteken dat, as die toestel hoë akkuraatheid gee by die meting van hoë weerstand, dit moontlik nie so hoë akkuraatheid sal gee by die meting van lae weerstandswaardes nie.

Dus, ons moet ons verstand gebruik om te bepaal watter toestel gebruik moet word om 'n spesifieke waarde van elektriese weerstand te meet. Daar is egter ook ander metodes soos ammeter-voltmeter metode, vervangingsmetode ens, maar hulle gee groot foute in vergelyking met die brugmetode en word in die meeste industrieë vermy.

Laat ons nou weer onthou ons klassifikasie bo, as ons van bo na onder beweeg, neem die waarde van weerstand af, dus, ons benodig 'n meer akkurate en presiese toestel om lae weerstandswaardes te meet.

Een van die grootste nadele van die Wheatstone-brug is dat, alhoewel dit weerstand kan meet van 'n paar ohm tot verskeie mega-ohm – dit beduidende foute gee by die meting van lae weerstands.

Dus, ons benodig 'n wysiging aan die Wheatstone-brug self, en die gewysigde brug wat verkry word, is die Kelvin-brug, wat nie net geskik is om lae weerstandswaardes te meet nie, maar ook 'n wyd speelveld van toepassings in die industriële wêreld het.

Laat ons 'n paar terme bespreek wat baie nuttig sal wees vir ons in die studie van die Kelvin-brug.

Brug :
Brûe bestaan gewoonlik uit vier arme, balansdetektor en bron. Hulle werk op die konsep van nulpunttegniek. Hulle is baie nuttig in praktiese toepassings omdat daar geen behoefte is om die meter presies lineêr te maak met 'n akkurate skaal nie. Daar is geen behoefte om die spanning en stroom te meet nie, die enigste behoefte is om die teenwoordigheid of afwesigheid van stroom of spanning te kontroleer. Die hoofbesorgdheid is egter dat tydens die nulpunt, die meter in staat moet wees om redelik klein stroom op te pik. 'n Brug kan gedefinieër word as spanningsverdelers in parallel en die verskil tussen die twee verdelers is ons uitset. Dit is baie nuttig in die meting van komponente soos elektriese weerstand, kapasiteit, induktor en ander skema parameters. Die akkuraatheid van enige brug is direk verwant aan brugkomponente.

Nulpunt:
Dit kan gedefinieër word as die punt waar die nulmeting plaasvind wanneer die lesing van die ammeter of voltmeter nul is.

Kelvin-brugkoring

Soos ons bespreek het, is die Kelvin-brug 'n gewysigde Wheatstone-brug en gee hoë akkuraatheid, veral by die meting van lae weerstand. Nou die vraag wat in ons gees moet ontstaan, is waar ons die wysiging nodig het. Die antwoord op hierdie vraag is baie eenvoudig – dit is die deel van leidings en kontakte waar ons wysiging moet doen, omdat hierdie faktore 'n toename in die netto weerstand veroorsaak.

Laat ons die gewysigde Wheatstone-brug of Kelvin-brugkoring hieronder oorweeg:

Hier, t is die weerstand van die leiding.
C is die onbekende weerstand.
D is die standaard weerstand (van wie die waarde bekend is).
Laat ons die twee punte j en k merk. As die galvanometer aan die j punt gekoppel word, word die weerstand t by D gevoeg, wat lei tot 'n te lae waarde van C. Nou koppel ons die galvanometer aan die k punt, wat lei tot 'n hoë waarde van die onbekende weerstand C.
Laat ons die galvanometer aan die punt d koppel, wat tussen j en k lê, sodat d t in verhouding t1 en t2 verdeel, nou vanaf die bostaande figuur kan sien dat

Toen ook die teenwoordigheid van t1 geen fout veroorsaak nie, kan ons skryf,

Dus kan ons concludeer dat daar geen effek van t (d.w.s. die weerstand van leidings) is nie. Prakties is dit onmoontlik om so 'n situasie te hê, maar die bostaande eenvoudige wysiging stel voor dat die galvanometer tussen hierdie punte j en k gekoppel kan word om die nulpunt te verkry.

Kelvin-dubbelbrug

Waarom word dit 'n dubbelbrug genoem? Dit is omdat dit die tweede stel verhoudingsarme insluit soos hieronder getoon:

In hierdie geval word die verhoudingsarme p en q gebruik om die galvanometer op die korrekte punt tussen j en k te koppel om die effek van die verbindingsleidings van elektriese weerstand t te verwyder. Onder balans toestand is die spanningsval tussen a en b (d.w.s. E) gelyk aan F (spanningsval tussen a en c)

Vir nul galvanometer defleksie, E = F

Ons bereik weer dieselfde resultaat – t het geen effek nie. Egter, vergelyking (2) is nuttig omdat dit fout gee wanneer:

Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goeie artikels is waardoor gedeel word, as daar inbreuk is kontak ons vir verwydering.