מעגל גשר קלווין | גשר קלווין כפול
לפני שנציג את גשר קלווין, חשוב מאוד לדעת מה המטרה של גשר זה, למרות שיש לנו גשר ווטסטון שמסוגל למדוד 저ومة חשמלית במדויק (בדרך כלל דיוק של כ-0.1%).
כדי להבין את הצורך בגשר קלווין, עלינו לזהות 3 דרכים חשובות לסיווג 저ومة חשמלית:
저ומה גבוהה: 저ומה גדולה מ-0.1 מגה-אוהם.
저ומה בינונית: 저ומה בין 1 אוהם ל-0.1 מגה-אוהם.
저ומה נמוכה: תחת קטגוריה זו, ערך ה-ohm נמוך מ-1 אוהם.
עכשיו, הגיון הסיווג הזה הוא שאם אנחנו רוצים למדוד זרימה חשמלית, עלינו להשתמש במכשירים שונים עבור קטגוריות שונות. זה אומר שאם המכשיר משמש למדידת ז'ומה גבוהה נותן דיוק גבוה, הוא עשוי או לא לתת דיוק גבוה כזה במדידת ערך נמוך של ז'ומה.
לכן, עלינו להשתמש בשכל כדי להחליט איזה מכשיר יש להשתמש בו כדי למדוד ערך מסוים של ז'ומה חשמלית. עם זאת, ישנם גם שיטות אחרות כמו שיטת מידה-מתח, שיטת החלפה וכדומה, אבל הן נותנות שגיאה גדולה בהשוואה לשיטת הגשר ומפוזרות ברוב התעשיות.
נשנה ונזכר בסיווג שהערכנו למעלה, ככל שאנחנו יורדים מלמעלה למטה ערך הז'ומה יורד לכן, אנו זקוקים למכשיר יותר מדויק ומדויק למדידת ערך נמוך של ז'ומה.
אחד מהחסרונות העיקריים של גשר ווטסטון הוא שלמרות שהוא יכול למדוד ז'ומה ממאות אוהמים עד למגה-אוהמים – הוא נותן שגיאות משמעותיות במדידת ז'ומות נמוכות.
לכן, עלינו לבצע שינוי בגשר ווטסטון עצמו, והגשר המורחב כך שנקבל הוא גשר קלווין, שאינו רק מתאים למדידת ערכים נמוכים של ז'ומה, אלא יש לו טווח רחב של יישומים בעולם התעשייתי.
נדבר על כמה מונחים שהם מאוד יעילים עבורנו בלימוד גשר קלווין.
גשר:
גשרים בדרך כלל כוללים ארבעה זרועות,endetector מאזן ומקור. הם פועלים על פי הרעיון של נקודת האפס. הם שימושיים מאוד ביישומים מעשיים כי אין צורך לעשות את המונה מדויק באופן ליניארי עם סולם מדויק. אין צורך למדוד מתח ו-זרם, היחיד שצריך לבדוק את קיום או אי קיום זרם או מתח. עם זאת, העניין העיקרי הוא שבנקודת האפס המונה חייב להיות מסוגל לאסוף זרם קטן יחסית. גשר ניתן להגדיר כ-מחוללי מתח מקבילים וההבדל בין שני המחוללים הוא התוצאה שלנו. הוא שימושי מאוד במדידת רכיבים כמו ז'ומה חשמלית, קיבול, אינדקטור ופרמטרים אחרים של המעגל. הדיוק של כל גשר קשור ישירות לרכיבי הגשר.
נקודת האפס:
ניתן להגדיר אותה כנקודה שבה מתרחשת מדידה אפסית כאשר קריאת מד זרם או מד מתח היא אפס.
מעגל גשר קלווין
כפי שכבר דיברנו, גשר קלווין הוא גשר ווטסטון מורחב ומספק דיוק גבוה במיוחד במדידת ז'ומה נמוכה. עכשיו השאלה שמגיעה לראש היא איפה יש צורך בשינוי. התשובה לשאלה הזו פשוטה מאוד – זהו החלק של הניצבים והקשרים שבו עלינו לבצע שינוי עקב תוספת זו יש עלייה בערך הכולל של הז'ומה.
נניח את גשר ווטסטון המורחב או מעגל גשר קלווין הנתון למטה:
כאן, t הוא הז'ומה של הניצב.
C הוא הז'ומה הנעלמת.
D הוא הז'ומה התקנית (שערך שלה ידוע).
נסמן שתי נקודות j ו-k. אם המונה מחובר לנקודה j, הז'ומה t מתווספת ל-D, מה שגורם לערך נמוך מדי של C. עכשיו נחבר את המונה לנקודה k, זה יוביל לערך גבוה של הז'ומה הנעלמת C.
נחבר את המונה לנקודה d שמקומתה בין j ו-k כך ש-d מחלק את t לתווך t1 ו-t2, עכשיו מהאיור למעלה אפשר לראות ש
אז גם הנוכחות של t1 אינה גורמת לשגיאה, ניתן לכתוב,
לכן ניתן להסיק שאין השפעה של t (כלומר, הז'ומה של הניצבים). באופן מעשי בלתי אפשרי להיות במצב כזה אך השינוי פשוט המוצע מעל מרמז כי המונה יכול להיות מחובר בין הנקודות j ו-k כדי לקבל את נקודת האפס.
גשר קלווין כפול
מדוע הוא נקרא גשר כפול? כי הוא כולל קבוצה שנייה של זרועות יחס כמו שמוצג למטה:
десь, соотношения рукавов p и q используются для подключения гальванометра в правильной точке между j и k, чтобы устранить влияние соединительных проводов сопротивления t. В условиях баланса падение напряжения между a и b (т.е. E) равно F (падению напряжения между a и c)
Для нулевого отклонения гальванометра, E = F
Снова мы приходим к тому же результату – t не имеет эффекта. Однако уравнение (2) полезно, так как оно дает ошибку, когда:
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
מומלץ
