Kelvina mājas shēma | Kelvina divkāršā māja
Pirms ieviešam Kelvina mostu, ir ļoti svarīgi zināt, kāda ir vajadzība šim mostam, lai gan mums jau ir Vēitsona mosts, kas spēj precīzi mērīt elektrisko pretestību (parasti ar precizitāti apmēram 0,1%).
Lai saprastu Kelvina mosta vajadzību, mums jāatceras 3 svarīgi veidi, kā kategorizēt elektrisko pretestību:
Augsta pretestība: Pretestība, kas lielāka par 0,1 MΩ.
Vidēja pretestība: Pretestība, kas atrodas starp 1 Ω un 0,1 MΩ.
Zema pretestība: Šajā kategorijā pretestības vērtība ir zemāka par 1 Ω.
Šo klasifikāciju izdarot, mēs saprotam, ka, ja vēlamies mērīt elektrisko pretestību, mums jāizmanto dažādi ierīces dažādām kategorijām. Tas nozīmē, ka, ja ierīce, kas tiek izmantota augstās pretestības mērīšanai, sniedz augstu precizitāti, tā var vai nu sniegt tikpat augstu precizitāti, mērījot zemas vērtības pretestību, vai nē.
Tāpēc mums jāizmanto mūsu prāts, lai novērtētu, kuru ierīci jāizmanto konkrētas vērtības elektriskās pretestības mērīšanai. Tomēr ir arī citas metodes, piemēram, ampermetra-voltmetra metode, aizvietošanas metode utt., taču tās rada lielāku kļūdu salīdzinājumā ar mosta metodi un tiek izvairījas no tām daudzās rūpniecības nozarēs.
Atgriežoties pie mūsu iepriekš veiktās klasifikācijas, kad mēs pārvietojamies no augšas uz leju, pretestības vērtība samazinās, tāpēc mums ir nepieciešama precīzāka un precīzāka ierīce, lai mērītu zemas vērtības pretestību.
Viens no galvenajiem Vēitsona mosta trūkumiem ir tas, ka, neskatoties uz to, ka tas var mērīt pretestību no dažiem omiem līdz vairākiem megaomiem – tas radīs būtiskas kļūdas, mērījot zemas vērtības pretestību.
Tāpēc mums ir nepieciešamas kādas izmaiņas Vēitsona mostā, un modificētais mosts, ko iegūstam, ir Kelvina mosts, kas nav tikai piemērots zemas vērtības pretestības mērīšanai, bet arī plaši izmantojams rūpniecības pasaulē.
Apspriedīsim dažus terminus, kas mums būs ļoti noderīgi, pētot Kelvina mostu.
Mosts :
Mosti parasti sastāv no četriem gultniem, līdzsvara detektora un avota. Tie strādā nulles punkta tehnoloģijas principā. Tie ir ļoti noderīgi praktiskās lietošanā, jo nav nepieciešams, lai skaitītājs būtu precīzs lineārs ar precīzu skalu. Nav nepieciešams mērīt spriegumu un strāvu, vienīgais, kas nepieciešams, ir pārbaudīt strāvas vai sprieguma klātbūtni vai nepārtraukumu. Tomēr galvenā problēma ir tā, ka nulles punktā skaitītājam jāspēj uztvert diezgan mazu strāvu. Mostu var definēt kā sprieguma dalītājus paralēli, un abu dalītāju starpība ir mūsu iznākums. Tā ir ļoti noderīga komponentu, piemēram, elektriskās pretestības, kapacitātes, induktora un citu shēmas parametru mērīšanā. Jebkura mosta precizitāte tiek tieši saistīta ar mosta komponentiem.
Nulles punkts:
To var definēt kā punktu, kur notiek nulles mērījums, kad ampermetra vai voltmetra rādījums ir nulle.
Kelvina mosta shēma
Kā mēs esam apsprieduši, Kelvina mosts ir modificēts Vēitsona mosts, kas nodrošina augstu precizitāti, īpaši mērījot zemas vērtības pretestību. Tagad jāuzdod jautājums, kur mums ir nepieciešamas izmaiņas. Atbilde uz šo jautājumu ir ļoti vienkārša – tā ir daļa, kas attiecas uz vadu un kontaktiem, kur mums jāveic izmaiņas, jo tās rada neto pretestības pieaugumu.
Apsverīsim modificēto Vēitsona mostu vai Kelvina mosta shēmu, kas dota zemāk:
Šeit t ir vada pretestība.
C ir nezināma pretestība.
D ir standarta pretestība (kuras vērtība ir zināma).
Apmērijam divus punktus j un k. Ja galvanometrs ir savienots ar punktu j, tad pretestība t tiek pievienota D, kas rezultē pārāk zemā C vērtībā. Tagad, ja savienojam galvanometru ar punktu k, tas rezultētu pārāk augstā nezināmajā pretestībā C.
Savienojam galvanometru ar punktu d, kas atrodas starp j un k, tā, ka d sadala t attiecībā t1 un t2, tagad, no augšējās shēmas redzams, ka
Tātad, pat t1 neizraisa kļūdu, mēs varam rakstīt,
Tātad mēs varētu secināt, ka t (t.i. vadu pretestība) nav ietekme. Praktiski tā situācija ir nereāla, tomēr šī vienkārša izmaiņa ieteikto, ka galvanometrs var tikt savienots starp šiem punktiem j un k, lai iegūtu nulles punktu.
Kelvina dubultais mosts
Kāpēc to sauc par dubulto mostu? Tāpēc, ka tajā iekļauts otrs proporcijas gultņu komplekts, kā parādīts zemāk:
Šajā proporcijas gultnis p un q tiek izmantoti, lai savienotu galvanometru pareizajā punktā starp j un k, lai noņemtu vadu pretestības t ietekmi. Līdzsvara stāvoklī sprieguma pazeminājums starp a un b (t.i. E) ir vienāds ar F (sprieguma pazeminājumu starp a un c)
Lai iegūtu nulles galvanometra deflecēšanos, E = F
Mēs atkal nonākam pie tā paša rezultāta – t nav ietekme. Tomēr vienādojums (2) ir noderīgs, jo tas dod kļūdu, kad:
Declarācija: Cienīt oriģinālu, labas publicācijas ir vērtīgas dalīties, ja ir nesaskaņas lūdzu sazinieties ar mums, lai to novērstu.
