Kelvinbryggekrets | Kelvin dobbel brygge
Før vi introduserer Kelvin-brygge, er det viktig å vite hva som er behovet for denne bryggen, selv om vi har Wheatstone-brygge, som er i stand til å måle elektrisk motstand nøyaktig (vanligvis en nøyaktighet på rundt 0,1%).
For å forstå behovet for Kelvin-bryggen, må vi først gjenkjenne 3 viktige måter å kategorisere elektrisk motstand:
Høy motstand: Motstand som er større enn 0,1 megaohm.
Middels motstand: Motstand som ligger mellom 1 ohm og 0,1 megaohm.
Lav motstand: Under denne kategorien er motstandsverdien lavere enn 1 ohm.
Logikken bak denne klassifiseringen er at hvis vi ønsker å måle elektrisk motstand, må vi bruke ulike enheter for ulike kategorier. Det betyr at hvis enheten som brukes til å måle høy motstand gir høy nøyaktighet, kan den eller ikke gi like høy nøyaktighet ved måling av lav motstand.
Så, vi må bruke fornuften til å dømme hvilken enhet som skal brukes for å måle en spesifikk verdi av elektrisk motstand. Imidlertid finnes det andre metoder også, som ammeter-voltmeter-metoden, substitusjonsmetoden osv., men de gir store feil sammenlignet med bryggemetoden, og unngås i de fleste industriene.
La oss nå igjen gjenoppta vår klassifisering over, da verdien av motstand synker når vi beveger oss fra toppen nedover, trenger vi mer nøyaktige og presise enheter for å måle lav motstand.
En av de største svakheter ved Wheatstone-bryggen er at selv om den kan måle motstand fra noen ohm til flere megaohm – den gir betydelige feil ved måling av lave motstander.
Så, vi trenger noen modifikasjoner i Wheatstone-bryggen selv, og den modifiserte bryggen vi får er Kelvin-brygge, som ikke bare er egnet for å måle lav motstand, men har et bredt anvendelsesområde i industrien.
La oss diskutere noen termer som vil være veldig nyttige for oss i studiet av Kelvin-bryggen.
Brygge :
Brygger består vanligvis av fire armer, balansedetektor og kilde. De fungerer basert på konseptet nullpunktsteknikk. De er veldig nyttige i praktiske applikasjoner fordi det ikke er nødvendig å gjøre meteret nøyaktig lineært med en nøyaktig skala. Det er ingen behov for å måle spenning og strøm, det eneste som trengs er å sjekke tilstedeværelsen eller fraværet av strøm eller spenning. Hovedbekymringen er imidlertid at under nullpunktet må meteret kunne oppfange ganske små strøm. En brygge kan defineres som spenningsdeler parallelt, og forskjellen mellom de to delerne er vår utdata. Den er veldig nyttig for å måle komponenter som elektrisk motstand, kapasitans, induktor og andre kretsparametre. Nøyaktigheten til en brygge er direkte relatert til bryggekomponentene.
Nullpunkt:
Det kan defineres som punktet der nullmålingen forekommer når lesingen av ammeter eller voltmeter er null.
Kelvin-bryggekrets
Som vi har diskutert, er Kelvin-bryggen en modifisert Wheatstone-brygge og gir høy nøyaktighet, spesielt ved måling av lav motstand. Nå spørsmålet som må reise seg i vårt sinn er hvor vi trenger modifikasjonen. Svaret på dette spørsmålet er veldig enkelt – det er delen av ledninger og kontakter hvor vi må gjøre modifikasjon fordi disse øker nettomotstanden.
La oss betrakte den modifiserte Wheatstone-bryggen eller Kelvin-bryggekrets som er gitt nedenfor:
Her er t motstanden til ledningen.
C er den ukjente motstand.
D er standardmotstanden (deres verdi er kjent).
La oss markere de to punktene j og k. Hvis galvanometret kobles til punktet j, legges motstanden t til D, noe som resulterer i en for lav verdi av C. Nå kobler vi galvanometret til punktet k, noe som ville resultere i en høy verdi av den ukjente motstanden C.
La oss koble galvanometret til punktet d, som ligger mellom j og k, slik at d deler t i forhold t1 og t2, nå fra figuren ovenfor kan det sees at
Da forårsaker også tilstedeværelsen av t1 ingen feil, vi kan skrive,
Dermed kan vi konkludere at det ikke er noen effekt av t (dvs. motstanden i ledningene). Praktisk talt er det umulig å ha slik situasjon, men den enkle modifikasjonen over foreslår at galvanometret kan kobles mellom disse punktene j og k for å oppnå nullpunktet.
Kelvin dobbelbrygge
Hvorfor kalles det dobbelbrygge? Fordi den inkluderer den andre settet med forholdarms som vist nedenfor:
I dette brukes forholdarms p og q for å koble galvanometret til riktig punkt mellom j og k for å fjerne effekten av koblingsledning av elektrisk motstand t. Under balanseforhold er spenningsfall mellom a og b (dvs. E) lik F (spenningsfall mellom a og c)
For null galvanometeravvik, E = F
Igjen kommer vi til samme resultat – t har ingen effekt. Likevel er ligning (2) nyttig da den gir feil når:
Erklæring: Respekt for original, god artikkel verdt å dele, hvis det er infringement kontakt slett.
