Circuitus Pons Kelvin | Pons Duplex Kelvin
Antequam Kelvin Bridge introducamus, valde necessarium est scire quid opus sit huius pontis, quamquam habemus Wheatstone bridge qui potest resistentiam electricam accurate mensurare (solito accuratia circa 0.1%).
Ut opus Kelvin pontis intellegamus, primus tres modos categorizandi resistentiam electricam agnoscere debemus:
Resistentia Alta: Resistentia maior quam 0.1 Mega-ohm.
Resistentia Media: Resistentia quae variat ab 1 ohm ad 0.1 Mega-ohm.
Resistentia Baja: Sub hac categoria valor resistentiae minor est quam 1 ohm.
Nunc ratio huius classificationis est ut si volimus resistentiam electricam mensurare, oportet uti diversis instrumentis pro diversis categoriis. Id significat si instrumentum usitatum in mensura resistentiae altae dat altam accuratiam, non necesse est ut det tam altam accuratiam in mensura valorem resistentiae basse.
Itaque, oportet uti nostro ingenio iudicemus quod instrumentum uti debeamus ad mensurandam particularem valorem resistentiae electricae. Tamen alii methodi sunt sicut ammeter-voltmeter, methodus substitutionis etc., sed magnum errorem dant comparati cum methodo pontis et plerumque evitantur in multis industriis.
Nunc rursus recogitemus nostram classificationem factam, ut descendimus de summo ad imum, valor resistentiae decrescit, igitur, oportet uti instrumento accuratiori et praecisiori ad mensurandam valorem resistentiae basse.
Unum ex majoribus defectibus Wheatstone pontis est quod licet possit mensurare resistentiam a paucis ohmis ad multa megaohms – dat errores significativos quando mensurat resistentias bassas.
Itaque, oportet aliquam modificationem in ipso Wheatstone ponte, et pontus sic obtinatus est Kelvin bridge, qui non solum aptus est ad mensurandam valorem resistentiae bassam, sed etiam habet amplum ambitum applicationum in mundo industriali.
Disputemus nunc paucos terminos qui erunt nobis valde utili in studiis Kelvin Pontis.
Pons:
Pontes solent constare quattuor bracchiorum, detectoris aequilibrii et fontis. Hi operantur conceptu technicae puncti nulli. Sunt valde utili in applicationibus practicis quia non est necesse facere metrum precise lineare cum scala accurata. Non est requiritur mensurare voltus et currentem, sola necessitas est comprobare presence aut absentiam currentis aut voltus. Tamen principale negotium est ut durante punctum nulli metrum debeat capere parvum currentem. Pons definiri potest ut divideres voltuum in parallelo et differentia inter duos divideres est nostra productio. Est valde utilis in mensurando componentes sicut resistentiam electricam, capacitatem, inductorem et alios parametras circuitales. Accuratia cuiuslibet pontis directe relata est componentibus pontis.
Punctus Nulli:
Definiri potest ut punctus ubi occurrat mensura nulli quando lectio ammeter aut voltmeter est zero.
Circuitus Kelvin Bridge
Ut disputavimus, Kelvin Bridge est modificatus Wheatstone pons et praebet altam accuratiam praecipue in mensura resistentiae bassae. Nunc quaestio quae surgere debet in mentibus nostris est ubi modificationem requirimus. Responsum ad hanc quaestionem est valde simplex – est pars conductorum et contactuum ubi modificationem facere debemus, quia per hos incrementum fit in netto resistentiae.
Consideremus modificatum Wheatstone pontem vel circuitum Kelvin bridge infra datum:
Hic, t est resistentia conductoris.
C est resistentia incognita.
D est resistentia standard (cuius valor est notus).
Notemus duo puncta j et k. Si galvanometer coniungitur ad punctum j, resistentia t additur ad D, quod resultat in valore C nimis basso. Nunc coniungamus galvanometer ad punctum k, quod resultabit in alto valore resistentiae incognitae C.
Coniungamus galvanometer ad punctum d, quod iacet inter j et k, ita ut d dividat t in rationem t1 et t2, nunc ex figura supra visa videtur
Tum etiam praesentia t1 non causat errorem, scribere possumus,
Ita concludimus quod nulla effectus est t (i.e. resistentia conductorum). Practice impossibile est talis status, tamen haec simplicis modificatio suggerit ut galvanometer inter haec puncta j et k coniungatur ut obtineatur punctus nulli.
Kelvin Double Bridge
Cur vocatur duplus pons? Quia incorporat secundum set ratio brachiorum ut ostenditur infra:
In hoc ratio brachia p et q utuntur ad coniungendum galvanometer ad correctum punctum inter j et k ut removeatur effectus conductoris resistentiae electricae t. Sub conditionibus aequilibrii decensio voltus inter a et b (i.e. E) aequalis est F (decensio voltus inter a et c)
Pro deflectione galvanometri nulli, E = F
Rursus pervenimus ad idem resultatum – t nullum effectum habet. Tamen aequatio (2) utilis est quia dat errorem quando:
Declaratio: Respecta originalis, boni articulos meritos commutationis, si infringatur ius contactetur ad deletionem.
