Мостовая схема Кельвина | Двойной мост Кельвина
Прежде чем мы представим мост Кельвина, крайне важно понять, зачем нужен этот мост, хотя у нас уже есть мост Уитстона, который способен точно измерять электрическое сопротивление (обычно точность составляет около 0,1%).
Чтобы понять необходимость моста Кельвина, нам сначала нужно распознать три важных способа классификации электрического сопротивления:
Высокое сопротивление: сопротивление, превышающее 0,1 Мегаом.
Среднее сопротивление: сопротивление в диапазоне от 1 ома до 0,1 Мегаома.
Низкое сопротивление: под этой категорией подразумевается сопротивление, значение которого ниже 1 ома.
Теперь логика такой классификации заключается в том, что если мы хотим измерить электрическое сопротивление, мы должны использовать разные приборы для разных категорий. Это означает, что если устройство, используемое для измерения высокого сопротивления, обеспечивает высокую точность, оно может или не может обеспечивать такую же высокую точность при измерении низкого значения сопротивления.
Поэтому нам нужно использовать свой разум, чтобы определить, какое устройство следует использовать для измерения конкретного значения электрического сопротивления. Однако существуют и другие методы, такие как метод амперметра-вольтметра, метод замещения и т.д., но они дают большие погрешности по сравнению с методом моста и поэтому избегаются во многих отраслях промышленности.
Теперь давайте снова вспомним нашу классификацию, проведённую выше, так как мы движемся сверху вниз, значение сопротивления уменьшается, следовательно, нам требуется более точное и точное устройство для измерения низких значений сопротивления.
Одним из основных недостатков моста Уитстона является то, что, хотя он может измерять сопротивление от нескольких ом до нескольких мегаом, он дает значительные погрешности при измерении низких сопротивлений.
Таким образом, нам необходимо внести некоторые изменения в сам мост Уитстона, и модифицированный мост, полученный таким образом, называется мостом Кельвина, который не только подходит для измерения низких значений сопротивления, но и имеет широкий спектр применений в промышленном мире.
Давайте обсудим несколько терминов, которые будут очень полезны нам при изучении моста Кельвина.
Мост :
Мосты обычно состоят из четырех плеч, детектора баланса и источника. Они работают на основе концепции точки нуля. Они очень полезны в практических применениях, так как нет необходимости делать прибор точным и линейным с точной шкалой. Нет необходимости измерять напряжение и ток, единственная необходимость - проверить наличие или отсутствие тока или напряжения. Однако главное требование - это то, что при точке нуля прибор должен быть способен улавливать достаточно малый ток. Мост можно определить как делители напряжения, соединенные параллельно, и разница между двумя делителями является нашим выходом. Он очень полезен для измерения компонентов, таких как электрическое сопротивление, ёмкость, индуктивность и других параметров цепи. Точность любого моста напрямую связана с компонентами моста.
Точка нуля:
Это можно определить как точка, в которой происходит нулевое измерение, когда показания амперметра или вольтметра равны нулю.
Цепь моста Кельвина
Как мы уже обсуждали, мост Кельвина - это модифицированный мост Уитстона, обеспечивающий высокую точность, особенно при измерении низкого сопротивления. Теперь вопрос, который должен возникнуть у нас в уме, - где нам нужны эти модификации. Ответ на этот вопрос очень прост - это часть проводников и контактов, где мы должны сделать модификацию, так как из-за них увеличивается общее сопротивление.
Рассмотрим модифицированный мост Уитстона или цепь моста Кельвина ниже:
Здесь t - это сопротивление провода.
C - неизвестное сопротивление.
D - стандартное сопротивление (значение которого известно).
Обозначим две точки j и k. Если гальванометр подключен к точке j, сопротивление t добавляется к D, что приводит к слишком низкому значению C. Теперь подключим гальванометр к точке k, это приведет к высокому значению неизвестного сопротивления C.
Подключим гальванометр к точке d, которая находится между j и k, так что d делит t в отношении t1 и t2, теперь из вышеуказанной фигуры можно видеть, что
Тогда присутствие t1 не вызывает ошибки, мы можем записать,
Таким образом, мы можем заключить, что нет эффекта от t (то есть сопротивления проводников). На практике невозможно иметь такую ситуацию, однако вышеупомянутая простая модификация предполагает, что гальванометр можно подключить между этими точками j и k, чтобы получить точку нуля.
Двойной мост Кельвина
Почему он называется двойным мостом? Потому что он включает второй набор плеч отношения, как показано ниже:
В этом случае плечи отношения p и q используются для подключения гальванометра в правильной точке между j и k, чтобы устранить влияние соединительных проводников с электрическим сопротивлением t. В условиях баланса падение напряжения между a и b (то есть E) равно F (падению напряжения между a и c)
Для нулевого отклонения гальванометра, E = F
Снова мы приходим к тому же результату - t не оказывает влияния. Однако уравнение (2) полезно, так как оно дает ошибку, когда:
Заявление: Уважайте оригинальные, хорошие статьи стоят того, чтобы их делиться, если есть нарушение авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.
