Kelvin köprü şeması | Kelvin çift köprüsü
Biz Kelvin köprüsünü tanıtmadan önce, bu köprüye olan ihtiyacın ne olduğunu bilmek çok önemlidir. Zaten Wheatstone köprüsü ile elektrik direncini (genellikle yaklaşık %0,1 doğrulukla) doğru bir şekilde ölçebiliyoruz.
Kelvin köprüsüne olan ihtiyacını anlamak için öncelikle elektrik direncinin kategorize edilmesi için 3 önemli yolunu tanımamız gerekir:
Yüksek Direnç: 0,1 Mega-ohmdan büyük olan direnç.
Orta Dereceli Direnç: 1 ohmdan 0,1 Mega-ohm'a kadar değişen direnç.
Düşük Direnç: Bu kategori altında direnç değeri 1 ohmdan daha düşük olur.
Bu sınıflandırmanın yapılması mantığı, eğer elektrik direncini ölçmek istiyorsak, farklı kategoriler için farklı cihazları kullanmamız gerektiği şeklindedir. Bu, yüksek direnç ölçmede yüksek doğruluk sağlayacak bir cihaz, düşük direnç değerlerini ölçerken aynı yüksek doğruluğu sağlama garantisi vermez.
Bu nedenle, belirli bir elektrik direnci değerini ölçmek için hangi cihazın kullanılacağını belirlemek için akıllıca düşünmemiz gerekmektedir. Ancak, ampermetre-voltmetre yöntemi, yer değiştirme yöntemi gibi diğer yöntemler de var ancak köprü yönteminin aksine büyük hata oranları nedeniyle endüstriyel uygulamalarda genellikle tercih edilmezler.
Şimdi tekrar yukarıdaki sınıflandırmamıza dönelim, yukarıdan aşağıya doğru direnç değeri azaldığından, düşük direnç değerini ölçmek için daha hassas ve kesin bir cihaza ihtiyaç duyarız.
Wheatstone köprüsünün en önemli dezavantajlarından biri, birkaç ohmdan birkaç mega ohma kadar direnç ölçebilmesine rağmen, düşük dirençler ölçerken önemli hatalar vermesidir.
Bu yüzden, Wheatstone köprüsünde bazı değişikliklere ihtiyaç duyuyoruz ve bu değişiklikler sonucunda elde edilen köprü, düşük direnç değerlerini ölçmeye uygun olan ve endüstri dünyasında geniş uygulama alanına sahip olan Kelvin köprüsüdür.
Kelvin köprüsünü incelemek için yardımcı olacak birkaç terimi tartışalım.
Köprü:
Köprüler genellikle dört kol, denge detektörü ve kaynaktan oluşur. Null nokta tekniği prensibi üzerinde çalışırlar. Pratik uygulamalarda çok faydalıdırlar çünkü metrelerin hassas ve doğrusal olması veya hassas ölçeklere sahip olması gerekmez. gerilim ve akım ölçülmesi gerekmez, sadece akımın veya gerilimin varlığını veya yokluğunu kontrol etmek yeterlidir. Ancak null noktasında metrenin oldukça küçük bir akımı alabilmesi gerekmektedir. Bir köprü, paralel gerilim bölücüleri olarak tanımlanabilir ve iki bölücü arasındaki fark bizim çıkışımızdır. Elektrik direnci, kapasitans, indüktör ve diğer devre parametrelerini ölçmede çok faydalıdır. Herhangi bir köprünün doğruluğu, köprü bileşenlerine doğrudan bağlıdır.
Null nokta:
Bu, ampermetre veya voltmetre okuması sıfır olduğunda null ölçümün gerçekleştiği nokta olarak tanımlanabilir.
Kelvin Köprü Devresi
Daha önce bahsettiğimiz gibi, Kelvin köprüsü modifiye edilmiş bir Wheatstone köprüsüdür ve özellikle düşük direnç ölçümünde yüksek doğruluk sağlar. Şimdi aklımıza gelen soru, nerede modifikasyon yapmamız gerektiğini belirlemektir. Bu sorunun cevabı oldukça basittir – lead ve bağlantıların olduğu bölgede modifikasyon yapmalıyız, çünkü bu bölgede net direnç artışı meydana gelir.
Şimdi aşağıdaki modifiye edilmiş Wheatstone köprüsü veya Kelvin köprü devresini ele alalım:
Burada, t lead'in direncidir.
C bilinmeyen direnç.
D standart direnç (bilinen değeri).
j ve k noktalarını işaretleyelim. Eğer galvanometre j noktasına bağlanırsa, D'ye t direnci eklenir ve bu da C'nin çok düşük bir değerini sonuçlandırır. Şimdi galvanometreyi k noktasına bağlayalım, bu durumda bilinmeyen direnç C'nin yüksek bir değerini verecektir.
Galvanometreyi j ve k arasında yatan d noktasına bağlayalım, böylece d, t'yi t1 ve t2'ye bölsün, yukarıdaki figürden görüldüğü gibi
Yine de t1'nin hiçbir hataya neden olmadığını yazabiliriz,
Böylece t'nin (yani leadlerin direnci) hiçbir etkisinin olmadığını sonucuna varabiliriz. Pratikte bu durum gerçekçi olmasa da, yukarıdaki basit modifikasyon, galvanometrenin j ve k noktaları arasında bağlanarak null noktası elde edilebileceği önerisinde bulunur.
Kelvin Çift Köprüsü
Neden çift köprü olarak adlandırılır? Çünkü aşağıdaki gibi ikinci bir oran kolu seti içerir:
Bu durumda, p ve q oran kolları, galvanometrenin j ve k noktaları arasında doğru bir noktada bağlanmasını sağlamak için kullanılır, böylece elektrik direnci t'ye ait leadlerin etkisi ortadan kaldırılır. Denge durumunda, a ve b arasındaki gerilim düşümü (yani E) a ve c arasındaki gerilim düşümü (yani F)’ye eşittir.
Galvanometre defleksiyonu sıfır olduğunda, E = F
Yine aynı sonuca ulaşıyoruz – t hiçbir etkisi yok. Ancak denklem (2), şu durumlarda hata verir:
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
