Kelvinov most | Kelvinov dvostruki most
Prije nego što predstavimo Kelvinov most, vrlo je važno znati zašto nam je potreban ovaj most, iako imamo Wheatstoneov most koji može precizno mjeriti električni otpor (obično točnost oko 0,1%).
Da bismo razumjeli potrebu za Kelvinovim mostom, moramo prvo prepoznati 3 važna načina kategorizacije električnog otpora:
Visoki otpor: Opor koji je veći od 0,1 Mega-ohm.
Srednji otpor: Opor koji se kreće od 1 ohm do 0,1 Mega-ohm.
Nizak otpor: Pod ovom kategorijom vrijednost otpora je niža od 1 ohm.
Logika ove klasifikacije je da, ako želimo mjeriti električni otpor, moramo koristiti različite uređaje za različite kategorije. To znači da ako uređaj koji se koristi za mjerenje visokog otpora daje visoku točnost, može ili ne mora dati takvu visoku točnost u mjerenju niske vrijednosti otpora.
Stoga moramo koristiti svoj um da ocijenimo koji uređaj treba koristiti za mjerenje određene vrijednosti električnog otpora. Međutim, postoje i druge metode, poput metode ampermetra-voltmetra, metode zamjene itd., ali one daju veliku grešku u usporedbi s metodom mosta i izbjegavaju se u većini industrija.
Ponovo se podsjetimo naše klasifikacije iznad, kako se krećemo s gornjeg na donji dio, vrijednost otpora opada, stoga trebamo točniji i precizniji uređaj za mjerenje niske vrijednosti otpora.
Jedan od glavnih nedostataka Wheatstoneovog mosta jest taj što iako može mjeriti otpor od nekoliko ohma do nekoliko mega-ohma – daje značajne greške pri mjerenju niskih otpora.
Stoga nam je potrebna neka modifikacija Wheatstoneovog mosta, a modificirani most koji se dobije je Kelvinov most, koji nije samo prikladan za mjerenje niske vrijednosti otpora, već ima širok spektar primjena u industrijskom svijetu.
Razmotrimo nekoliko termina koji će nam biti vrlo korisni u studiranju Kelvinovog mosta.
Most:
Mosi obično sastoje se od četiri kraka, detektora ravnoteže i izvora. Funkcioniraju na konceptu tehnike nulte točke. Veoma su korisni u praktičnim primjenama jer nema potrebe da se mjerilo tačno linearizira sa točnom ljestvicom. Nema potrebe mjeriti napon i struja, jedino što je potrebno je provjeriti prisutnost ili odsustvo struje ili napona. Glavna briga je da tijekom nulte točke mjerilo mora moći preuzeti prilično malu struju. Most se može definirati kao djelitelji napona u paraleli, a razlika između dvaju djelitelja je naš izlaz. Vrlo je koristan u mjerenju komponenti poput električnog otpora, kapacitansa, induktor i drugih parametara krugova. Točnost bilo kojeg mosta direktno je povezana s komponentama mosta.
Nulta točka:
Može se definirati kao točka u kojoj se događa nulto mjerenje kada je čitanje ampermetra ili voltmetra nula.
Kelvinov most
Kao što smo već spomenuli, Kelvinov most je modificirani Wheatstoneov most i pruža visoku točnost posebno u mjerenju niskog otpora. Sada se pitanje koje mora nastati u našim umovima jest gdje trebamo unijeti modifikaciju. Odgovor na tu pitanju je vrlo jednostavan – to je dio vodilaca i kontakata gdje moramo unijeti modifikaciju, jer zbog njih dolazi do povećanja ukupnog otpora.
Razmotrimo modificirani Wheatstoneov most ili Kelvinov most dat ispod:
Ovdje, t je otpor vodilaca.
C je nepoznat otpor.
D je standardni otpor (čija je vrijednost poznata).
Označimo dvije točke j i k. Ako galvanometar spojimo s točkom j, otpor t dodaje se D, što rezultira prenisko vrijednosti C. Sada spojimo galvanometar s točkom k, rezultirat će visoka vrijednost nepoznatog otpora C.
Spojimo galvanometar s točkom d, koja se nalazi između j i k, tako da d dijeli t u omjer t1 i t2, sada iz gornjeg dijagrama možemo vidjeti da
Tada prisustvo t1 ne uzrokuje grešku, možemo napisati,
Tako možemo zaključiti da nema utjecaja t (tj. otpor vodilaca). Praktički je nemoguće imati takvu situaciju, no ova jednostavna modifikacija predlaže da galvanometar može biti spojen između tih točaka j i k kako bi se dobio nulti točka.
Kelvinov dvostrani most
Zašto se zove dvostrani most? Zato što uključuje drugi skup omjernih kraka, kao što je prikazano ispod:
U ovome se omjerni kraci p i q koriste za povezivanje galvanometra na točnu točku između j i k kako bi se uklonio utjecaj spojnog vodilca električnog otpora t. Pod uvjetima ravnoteže pad napona između a i b (tj. E) jednak je F (pad napona između a i c)
Za nultu defleksiju galvanometra, E = F
Ponovno dosežemo isti rezultat – t nema utjecaj. Međutim, jednadžba (2) je korisna jer daje grešku kada:
Izjava: Cijenite original, dobre članke vale podijeliti, ako postoji kršenje autorskih prava kontaktirajte za brisanje.
