Sirkwito ng Kelvin Bridge | Doble Puente ni Kelvin

Bago ipakilala ang Kelvin Bridge, napakahalaga na malaman kung ano ang pangangailangan nito, bagama't mayroon tayong Wheatstone bridge na kayang sukatin nang wasto ang electrical resistance (karaniwang ang katumpakan ay humigit-kumulang 0.1%).

Upang maintindihan ang pangangailangan ng Kelvin bridge, kailangan muna nating kilalanin ang tatlong mahahalagang paraan upang mapuri ang electrical resistance:

1. Matataas na Resistance: Resistance na mas mataas sa 0.1 Mega-ohm.

2. Kasaganaan ng Resistance: Resistance na nasa pagitan ng 1 ohm hanggang 0.1 Mega-ohm.

3. Mababang Resistance: Sa ilalim ng kategoryang ito, ang halaga ng resistance ay mas mababa sa 1 ohm.

Ang dahilan ng pagkakaroon ng klasipikasyon na ito ay kung nais nating sukatin ang electrical resistance, kailangan nating gamitin ang iba't ibang aparato para sa iba't ibang kategorya. Ibig sabihin, kung ang aparato ay ginagamit upang sukatin ang mataas na resistance at nagbibigay ng mataas na katumpakan, maaari o hindi maaaring magbibigay ito ng ganoong mataas na katumpakan sa pagsukat ng mababang halaga ng resistance.

Kaya, kailangan nating gumamit ng ating utak upang husgahan kung anong aparato ang dapat gamitin upang sukatin ang partikular na halaga ng electrical resistance. Gayunpaman, mayroon ding ibang uri ng mga pamamaraan tulad ng ammeter-voltmeter method, substitution method, atbp. ngunit nagbibigay sila ng malaking error kumpara sa bridge method at iniiwasan sa karamihan ng industriya.

Ngayon, i-recall natin muli ang aming klasipikasyon na ginawa, habang lumiliko tayo mula itaas pababa, ang halaga ng resistance ay bumababa, kaya, kailangan natin ng mas wasto at presisong aparato upang sukatin ang mababang halaga ng resistance.

Isa sa mga pangunahing hadlang ng Wheatstone bridge ay bagama't ito ay kayang sukatin ang resistance mula sa ilang ohm hanggang sa maraming mega ohm – nagbibigay ito ng mahalagang error kapag nagsukat ng mababang resistances.

Kaya, kailangan natin ng ilang pagbabago sa Wheatstone bridge mismo, at ang binago na bridge na natamo ay Kelvin bridge, na hindi lamang angkop sa pagsukat ng mababang halaga ng resistance kundi may malawak na saklaw ng aplikasyon sa industriyal na mundo.

Pag-usapan natin ang ilang termino na makakatulong sa atin sa pag-aaral ng Kelvin Bridge.

Bridge :
Kadalasang binubuo ang mga bridge ng apat na arms, balanse detector at source. Gumagana sila sa konsepto ng null point technique. Napakagamit nila sa praktikal na aplikasyon dahil walang pangangailangan na gawing wasto at linear ang meter na may isang tumpak na scale. Walang pangangailangan na sukatin ang voltage at current, ang kailangan lamang ay suriin ang presensya o kakulangan ng current o voltage. Gayunpaman, ang pangunahing isyu ay na sa panahon ng null point, dapat kayang hawakan ng meter ang kaunti-kaunti na current. Maaaring ilarawan ang bridge bilang voltage dividers sa parallel at ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang dividers ang aming output. Napakagamit nito sa pagsukat ng mga komponente tulad ng electrical resistance, capacitance, inductor at iba pang circuit parameters. Ang katumpakan ng anumang bridge ay direktang nauugnay sa mga komponente ng bridge.

Null point:
Maaaring ilarawan ito bilang ang punto kung saan nangyayari ang null measurement kapag ang pagbasa ng ammeter o voltmeter ay zero.

Circuit ng Kelvin Bridge

Tulad ng napagusapan namin, ang Kelvin Bridge ay isang binagong Wheatstone bridge at nagbibigay ng mataas na katumpakan lalo na sa pagsukat ng mababang resistance. Ngayon, ang tanong na dapat lumitaw sa ating isip ay kung saan kailangan natin ng pagbabago. Ang sagot sa tanong na ito ay napakasimple – ito ay ang bahagi ng mga leads at contacts kung saan kailangan nating gawin ang pagbabago dahil dito may pagdami sa neto ng resistance.

Ipaglabag natin ang binagong Wheatstone bridge o circuit ng Kelvin bridge na ibinigay sa ibaba:

Dito, ang t ang resistance ng lead.
Ang C ang unknown resistance.
Ang D naman ang standard resistance (na may alam na halaga).
I-mark natin ang dalawang puntos na j at k. Kung ang galvanometer ay konektado sa j point, ang resistance t ay idadagdag sa D na nagresulta sa masyadong mababang halaga ng C. Ngayon, kung konektado natin ang galvanometer sa k point, ito ay magresulta sa mataas na halaga ng unknown resistance C.
Konektado natin ang galvanometer sa point d na nasa gitna ng j at k na siya namang naghihiwalay ng t sa ratio ng t1 at t2, mula sa itaas na figure, makikita natin na

Gayunpaman, ang presensya ng t1 ay walang error, maaari nating isulat,

Kaya, maaari nating masabi na walang epekto ang t (i.e. ang resistance ng leads). Praktikal na imposible ang ganitong sitwasyon, gayunpaman, ang itaas na simpleng pagbabago ay nagpapasiyang ang galvanometer ay maaaring ikonekta sa mga puntos na j at k upang makamit ang null point.

Doble na Bridge ng Kelvin

Bakit ito tinatawag na doble na bridge? Dahil ito ay naglalaman ng pangalawang set ng ratio arms tulad ng ipinapakita sa ibaba:

Sa ito, ang ratio arms p at q ay ginagamit upang ikonekta ang galvanometer sa tamang punto sa pagitan ng j at k upang alisin ang epekto ng connecting lead ng electrical resistance t. Sa ilalim ng kondisyong balance, ang voltage drop sa pagitan ng a at b (i.e. E) ay katumbas ng F (voltage drop sa pagitan ng a at c)

Para sa zero galvanometer deflection, E = F

Muli, nararating natin ang parehong resulta – wala ring epekto ang t. Gayunpaman, ang equation (2) ay useful dahil nagbibigay ito ng error kapag:

Pahayag: Respetuhin ang original, mahalagang artikulo na nararapat ibahagi, kung may infringement paki-contact para tanggalin.