Kelvinov most | Kelvinov dvojni most

Preden predstavimo Kelvinov most, je zelo pomembno vedeti, zakaj potrebujemo ta most, čeprav imamo Wheatstonejev most, ki je sposoben točno meriti električni upor (običajno natančnost okoli 0,1%).

Da bi razumeli potrebo po Kelvinovem mostu, moramo najprej prepoznati 3 pomembne načine razvrščanja električnega upora:

1. Visok upor: Upor, ki je večji od 0,1 megaohm.

2. Srednji upor: Upor, ki se giblje od 1 ohma do 0,1 megaohma.

3. Nizki upor: Pod to kategorijo spadajo vrednosti upora, manjše od 1 ohma.

Logika te razvrščitve je, da, če želimo meriti električni upor, moramo za različne kategorije uporabljati različna naprava. To pomeni, da, če naprava, ki se uporablja za merjenje visokih uporov, zagotavlja visoko natančnost, morda ali morda ne bo zagotovila take visoke natančnosti pri merjenju nizkih vrednosti upora.

Torej, moramo uporabiti svojo pamet, da ocenimo, katero napravo moramo uporabiti za merjenje določene vrednosti električnega upora. Obstajajo pa tudi drugačni načini, kot so metoda ampermetra-voltmetra, metoda nadomestnih vrednosti itd., vendar prinašajo veliko napako glede na metodo mosta in so izogibani v večini industrijskih področij.

Ponovno si oglejmo našo zgornjo razvrščitev, ko se premaknemo od vrha navzdol, vrednost upora pada, zato potrebujemo bolj natančno in točno napravo za merjenje nizkih vrednosti upora.

Eden od glavnih pomanjkljivosti Wheatstonejevega mosta je, da čeprav lahko meri upor od nekaj ohmov do nekaj megaohmov – prinaša značilne napake pri merjenju nizkih uporov.

Zato potrebujemo neko spremembo Wheatstonejevega mosta, in tako pridobljeni spremenjeni most je Kelvinov most, ki je primeren ne le za merjenje nizkih vrednosti upora, ampak ima tudi širok spekter uporab v industrijskem svetu.

Razpravljajmo o nekaterih terminih, ki bodo zelo koristni pri študiju Kelvinovega mosta.

Most :
Most običajno sestavlja štiri roke, uravnoteževalnik in vir. Delujejo na principu ničelne točke. Zelo so uporabni v praktičnih aplikacijah, ker ni potrebe po točnem linearnem merilcu s točno lestvico. Ni potrebe meriti napona in toka, edina potreba je preveriti prisotnost ali odsotnost toka ali napon. Glavna skrb je, da pri ničelni točki mora merilnik biti sposoben ujeti zelo majhen tok. Most se lahko definira kot delitelji napona v vzporednosti in razlika med dvema deliteljema je naš izhod. Zelo je uporaben za merjenje komponent, kot so električni upor, kapacitancna, induktorji in drugi parametri krut. Natančnost katerega koli mosta je neposredno povezana z komponentami mosta.

Ničelna točka:
To se lahko definira kot točka, kjer se pojavi ničelna meritve, ko je branje ampermetra ali voltmetra enako nič.

Kelvinov mostni vez

Kot smo razpravili, je Kelvinov most spremenjen Wheatstonejev most in zagotavlja visoko natančnost, zlasti pri merjenju nizkih uporov. Sedaj mora v našem umu nastati vprašanje, kje potrebujemo spremembo. Odgovor na to vprašanje je zelo preprost – gre za del veznic in kontaktov, kjer moramo storiti spremembo zaradi teh, ker pride do povečanja neto upora.

Razmislimo o spremenjenem Wheatstonejevem mostu ali Kelvinovem mostnem vezu, ki je podan spodaj:

Tukaj je t upor veznice.
C je neznani upor.
D je standardni upor (njegova vrednost je znana).
Označimo dve točki j in k. Če galvanometr povežemo s točko j, se upor t doda k D, kar povzroči prenizko vrednost C. Če zdaj povežemo galvanometr s točko k, bi to rezultiralo z visoko vrednostjo neznane upor C.
Povežimo galvanometr s točko d, ki se nahaja med j in k, tako da d deli t v razmerju t1 in t2, iz zgornje sheme lahko vidimo, da

Takoj tudi prisotnost t1 ne povzroča nobene napake, zato lahko zapišemo,

Tako lahko zaključimo, da t (tj. upor veznic) nima nobenega vpliva. Praktično je nemogoče doseči takšno situacijo, toda zgornja preprosta sprememba nam priporoča, da galvanometr povežemo med temi točkama j in k, da bi dosegli ničelno točko.

Kelvinov dvojni most

Zakaj ga imenujemo dvojni most? Zato, ker vključuje drugo serijo razmerje rokov, kot je prikazano spodaj:

V tem se razmerje rokov p in q uporabljata za povezavo galvanometra na pravilno točko med j in k, da bi odstranili vpliv veznic električnega upora t. Pod pogojem ravnoteže padec napon med a in b (tj. E) je enak F (padec napon med a in c)

Za ničelno odmik galvanometra, E = F

Ponovno dosežemo isti rezultat – t nima nobenega vpliva. Vendar je enačba (2) uporabna, ker daje napako, ko:

Izjava: Spoštujte original, dobre članke so vredne delitve, če gre za kršitev avtorskih pravic, se obvestite z brisanjem.