Kelvin-a Pontcirkvito | Duobla Kelvin-a Pontcirkvito
Antaŭ ol ni prezentas Kelvin-ponton, tre gravas scii, kial necesas tiun ponton, kvankam ni havas Wheatstone-ponton, kiu povas precize mezuri elektran rezistancon (ĝenerale akurateco de ĉirkaŭ 0,1%).
Por kompreni la bezonon de Kelvin-ponto, ni unue devas koni tri gravajn manierojn por kategorizi elektran rezistancon:
Alta Rezisto: Rezisto, kiu estas pli alta ol 0,1 megaohmo.
Meza Rezisto: Rezisto, kiu varias inter 1 ohmo kaj 0,1 megaohmo.
Malalta Rezisto: Sub ĉi tiu kategorio, la rezista valoro estas pli malalta ol 1 ohmo.
Nun, la logiko de ĉi tiu klasifikado estas, ke se ni volas mezuri elektran reziston, ni devas uzi malsamajn aparatojn por malsamaj kategorioj. Tio signifas, ke se la aparato uzata por mezuri altan reziston donas altan akuratecon, ĝi povas aŭ ne doni tian altan akuratecon en mezurado de malalta valoro de rezisto.
Do, ni devas uzi nian cerbon por judiki, kiu aparato devus esti uzita por mezuri certan valoron de elektra rezisto. Tamen ekzistas aliaj manieroj ankaŭ, kiel amper-voltmetra metodo, substitucia metodo ktp, sed ili donas grandan eraron kompare al la ponta metodo kaj estas evitataj en plej multaj industrioj.
Nu, denove memoru nian supre faritan klasifikadon, kiam ni iras de supro al fundo, la valoro de rezisto malpliiĝas, do, ni bezonas pli akuran kaj prizorgitan aparaton por mezuri malaltan valoron de rezisto.
Unu el la ĉefaj malhelpoj de la Wheatstone-ponto estas, ke kvankam ĝi povas mezuri la reziston de kelkaj ohmoj ĝis pluraj megaohmoj – ĝi donas signifajn erarojn en mezurado de malaltaj rezistoj.
Do, ni bezonas iun modifon en la Wheatstone-ponto mem, kaj la tiel ricevita modifita ponto estas Kelvin-ponto, kiu ne nur taŭgas por mezuri malaltan valoron de rezisto, sed ankaŭ havas larĝan gamon de aplikoj en la industriala mondo.
Ni diskutu kelkajn terminojn, kiuj estos tre helpaj al ni en studado de la Kelvin-ponto.
Ponto :
Pontoj kutime konsistas el kvar brakoj, ekvilibra detektilo kaj fonto. Ili laboras sur la koncepto de nula punkto tekniko. Ili estas tre utilaj en praktikaj aplikoj, ĉar ne estas necese fari la metron precize linearan kun akurata skalo. Ne estas necese mezuri la vicon kaj kuranton, la sola bezono estas kontroligi la ekziston aŭ neekziston de kuranto aŭ vico. Tamen la ĉefa zorgo estas, ke dum la nula punkto, la metro devas kapabli detektadi sufiĉe malgrandan kuranton. Ponto povas esti difinita kiel la vicsdividoj paralele kaj la diferenco inter la du dividoj estas nia eligo. Ĝi estas tre utila en mezurado de komponantoj kiel elektra rezisto, kapacitanco, induktoro kaj aliaj cirkvito-parametroj. La akurateco de ajna ponto estas direktproporciana al la ponto-komponantoj.
Nula punkto:
Ĝi povas esti difinita kiel la punkto, en kiu okazas la nula mezuro, kiam la lego de ampermetero aŭ voltmetro estas nul.
Kelvin-ponta cirkvito
Kiel ni jam diskutis, Kelvin-ponto estas modifita Wheatstone-ponto kaj provizas altan akuratecon, speciala en mezurado de malalta rezisto. Nun la demando, kiu devus enesti en nia menso, estas, kie ni bezonas la modifon. La respondo al ĉi tiu demando estas tre simpla – estas la parto de konduktoroj kaj kontaktaroj, kie ni devas fari modifon pro tio, ke tie estas pligrandigo de la neto-rezisto.
Konsideru la modifitan Wheatstone-ponton aŭ Kelvin-pontcirkviton sube montritan:
Ĉi tie, t estas la rezisto de la konduktoro.
C estas la nekonata rezisto.
D estas la norma rezisto (kiu valoro estas konata).
Nu, marku la du punktojn j kaj k. Se la galvanometro estas konektita al punkto j, la rezisto t estas aldona al D, kio rezultas tro malalta valoro de C. Nun konektu la galvanometron al punkto k, kio rezultos tro alta valoro de la nekonata rezisto C.
Konektu la galvanometron al punkto d, kiu situas inter j kaj k, tia ke d dividas t je rilatumo t1 kaj t2, nun de la supra figuraĵo oni povas vidi, ke
Tiam ankaŭ la ekzisto de t1 ne kaŭzas eraron, ni povas skribi,
Tiel ni povas konkludi, ke ne estas efekto de t (t.e. la rezisto de konduktoroj). Praktike estas neeble havi tian situacion, tamen la supra simpla modifo sugestas, ke la galvanometro povas esti konektita inter ĉi tiuj punktoj j kaj k, por atingi la nulan punkton.
Dua Kelvin-ponto
Kial ĝi nomiĝas dua ponto? Ĉar ĝi inkluzivas la duan serion de rilatum-brakoj, kiel montrite sube:
Ĉi tie, la rilatum-brakoj p kaj q estas uzataj por konekti la galvanometron je la ĝusta punkto inter j kaj k, por forigi la efikon de konektado de konduktoro de elektra rezisto t. Sub ekvilibra kondiĉo, la vical falado inter a kaj b (t.e. E) egalas F (vical falado inter a kaj c)
Por nula galvanometra deflekto, E = F
Ankaŭ ni atingas la saman rezulton – t ne havas efikon. Tamen ekvacio (2) estas utila, ĉar ĝi donas eraron, kiam:
Deklaro: Respektu la originalon, bonajn artikolojn valoras dividadi, se estas ŝtupoj bonvolu kontaktu por forigi.
