Kelvinov most | Kelvinov dvostrani most

Prije nego što predstavimo Kelvinov most, vrlo je važno znati zašto je potreban ovaj most, iako imamo Wheatstoneov most koji može precizno meriti električni otpor (obično sa tačnošću oko 0,1%).

Da bismo razumeli potrebu za Kelvinovim mostom, moramo prvo prepoznati 3 važna načina kategorizacije električnog otpora:

1. Visoki otpor: Opor koji je veći od 0,1 mega-ohma.

2. Srednji otpor: Opor koji se kreće između 1 ohma i 0,1 mega-ohma.

3. Niski otpor: Pod ovom kategorijom vrednost otpora je niža od 1 ohma.

Logika ove klasifikacije je ta da ako želimo da merimo električni otpor, moramo koristiti različite uređaje za različite kategorije. To znači da ako uređaj koji se koristi za merenje visokog otpora daje visoku tačnost, to ne mora biti slučaj pri merenju niske vrednosti otpora.

Zato moramo iskoristiti svoj um da ocenimo koji uređaj treba koristiti za merenje određene vrednosti električnog otpora. Međutim, postoje i drugi metodi, poput metoda ampermetar-voltmetar, metode zamene itd., ali oni daju veliki grešku u poređenju sa metodama mosta i obično se izbegavaju u većini industrija.

Ponovo poglejmo našu klasifikaciju iznad, kako se krećemo od vrha do dna, vrednost otpora opada, stoga nam je potreban precizniji i tačniji uređaj za merenje niske vrednosti otpora.

Jedan od glavnih nedostataka Wheatstoneovog mosta jeste to što, iako može meriti otpor od nekoliko ohma do nekoliko mega-ohma – daje značajne greške pri merenju niskih otpora.

Stoga nam je potrebna neka modifikacija Wheatstoneovog mosta, a modificirani most koji se dobija je Kelvinov most, koji nije samo pogodan za merenje niske vrednosti otpora, već ima širok spektar primena u industrijskom svetu.

Razmotrimo nekoliko termina koji će nam biti vrlo korisni u studiranju Kelvinovog mosta.

Most:
Mosički obično sastoje se od četiri grane, detektora ravnoteže i izvora. Radili su na principu tehnike nulte tačke. Veoma su korisni u praktičnim aplikacijama jer nema potrebe da se merilo tačno linearno skalira. Nema potrebe za merenjem napona i struje, jedino što je potrebno je provera prisustva ili odsustva struje ili napona. Međutim, glavni problem je taj što tokom nulte tačke merilo mora biti u stanju da preuzme dosta mali tok. Most se može definisati kao delitelji napona paralelno, a razlika između dva delioca je naš izlaz. Veoma je koristan za merenje komponenti poput električnog otpora, kapacitansa, induktivnosti i drugih parametara kruga. Tačnost bilo kog mosta direktno je povezana sa komponentama mosta.

Nulta tačka:
Može se definisati kao tačka u kojoj se dešava nulto merenje kada je čitanje ampermetra ili voltmetra nula.

Kelvinov most

Kao što smo spomenuli, Kelvinov most je modificirani Wheatstoneov most i pruža visoku tačnost, posebno pri merenju niskog otpora. Sada se postavlja pitanje gde treba uneti modifikaciju. Odgovor na ovo pitanje je vrlo jednostavan – to je deo vodica i kontakata gde moramo uneti modifikaciju, jer zbog njih dolazi do povećanja ukupnog otpora.

Razmotrimo modificirani Wheatstoneov most ili Kelvinov most dat ispod:

Ovdje, t je otpor vodica.
C je nepoznat otpor.
D je standardni otpor (čija je vrednost poznata).
Označimo dve tačke j i k. Ako galvanometar spojimo na tačku j, otpor t se dodaje D, što rezultira previše niskom vrednošću C. Sada spojimo galvanometar na tačku k, rezultat bi bio previše visoka vrednost nepoznatog otpora C.
Spojimo galvanometar na tačku d, koja se nalazi između j i k, tako da d deli t u odnos t1 i t2, sada iz gornjeg dijagrama možemo vidjeti da

Tada prisustvo t1 ne dovodi do greške, možemo napisati,

Tako možemo zaključiti da nema efekta t (tj. otpor vodica). Praktički je nemoguće imati takvu situaciju, ali ova jednostavna modifikacija predlaže da galvanometar može biti spojen između ovih tačaka j i k kako bi se dobio nulti pokazatelj.

Kelvinov dvojni most

Zašto se zove dvojni most? Zato što uključuje drugi set odnosa grana, kao što je prikazano ispod:

U ovom slučaju, odnosi grana p i q se koriste da bi se galvanometar spojio na tačku između j i k kako bi se eliminirao efekat spojnica otpora električnog otpora t. Pod uslovima ravnoteže pad napona između a i b (tj. E) jednak je F (pad napona između a i c)

Za nulto odstupanje galvanometra, E = F

Ponovo stižemo do istog rezultata – t nema uticaja. Međutim, jednačina (2) je korisna jer daje grešku kada:

Izjava: Poštujte original, dobre članke su vredni deljenja, ukoliko postoji kršenje autorskih prava obratite se za brisanje.