Sirkwitong Kelvin Bridge | Dobleng Tulay na Kelvin

Bago ipakilala ang Kelvin Bridge, napakahalaga na malaman kung ano ang pangangailangan nito, bagama't mayroon tayong Wheatstone bridge na may kakayahang sukatin ang electrical resistance nang mahusay (karaniwang ang katumpakan ay sa paligid ng 0.1%).

Para maintindihan ang pangangailangan ng Kelvin bridge, kailangan nating unawain ang tatlong mahahalagang paraan upang iklasipika ang electrical resistance:

1. High Resistance: Ang resistensyang mas mataas sa 0.1 Mega-ohm.

2. Medium Resistance: Ang resistensyang nasa pagitan ng 1 ohm hanggang 0.1 Mega-ohm.

3. Low Resistance: Sa ilalim ng kategoryang ito, ang halaga ng resistensiya ay mas mababa sa 1 ohm.

Ang dahilan ng gawing ito ay kung nais nating sukatin ang electrical resistance, kailangan nating gamitin ang iba't ibang aparato para sa bawat kategorya. Ibig sabihin, kung ang aparato ay ginagamit sa pagsukat ng mataas na resistance at nagbibigay ng mataas na katumpakan, maaaring hindi ito magbibigay ng ganitong mataas na katumpakan sa pagsukat ng mababang halaga ng resistensiya.

Kaya, kailangan nating gumamit ng ating utak upang husgahan kung anong aparato ang dapat gamitin upang sukatin ang partikular na halaga ng electrical resistance. Gayunpaman, mayroon ding iba pang mga paraan tulad ng ammeter-voltmeter method, substitution method, atbp. ngunit nagbibigay sila ng malaking error kumpara sa bridge method at iniiwasan sa karamihan ng industriya.

Ngayon, tandaan natin muli ang ating klasipikasyon, habang bumababa tayo mula sa itaas, ang halaga ng resistensiya ay bumababa, kaya nangangailangan tayo ng mas wasto at mapagkunwaring aparato upang sukatin ang mababang halaga ng resistensiya.

Isa sa mga pangunahing hadlang ng Wheatstone bridge ay bagama't ito ay maaaring sukatin ang resistensiya mula sa ilang ohm hanggang sa maraming mega ohm – nagbibigay ito ng malaking error kapag sinusukat ang mababang resistensiya.

Kaya, kailangan natin ng ilang pagbabago sa Wheatstone bridge mismo, at ang binago na bridge na nakamit ay Kelvin bridge, na hindi lamang angkop sa pagsukat ng mababang halaga ng resistensiya kundi may malawak na aplikasyon din sa industriyal na mundo.

Pag-usapan natin ang ilang termino na makakatulong sa atin sa pag-aaral ng Kelvin Bridge.

Bridge :
Kadalasang binubuo ng apat na braso, balanse detector, at source. Gumagana ito sa konsepto ng null point technique. Napakapakinabangan nito sa praktikal na aplikasyon dahil walang kailangan na gawing presisong linear ang meter na may aktwal na scale. Walang kailangan na sukatin ang voltage at current, ang kailangan lang ay suriin ang presensya o pagkawala ng current o voltage. Gayunpaman, ang pangunahing isyu ay habang nasa null point, ang meter ay dapat makuha ang kaunti pang current. Maaaring ilarawan ang bridge bilang voltage dividers sa parallel at ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang divider ay ang aming output. Napakapakinabangan nito sa pagsukat ng komponente tulad ng electrical resistance, capacitance, inductor, at iba pang circuit parameters. Ang katumpakan ng anumang bridge ay direktang nauugnay sa mga komponente ng bridge.

Null point:
Maaaring ilarawan ito bilang ang punto kung saan nangyayari ang null measurement kapag ang basa ng ammeter o voltmeter ay zero.

Circuit ng Kelvin Bridge

Tulad ng pinag-uusapan natin, ang Kelvin Bridge ay binago na Wheatstone bridge at nagbibigay ng mataas na katumpakan lalo na sa pagsukat ng mababang resistensiya. Ngayon, ang tanong na dapat lumitaw sa ating isip ay kung saan kailangan natin ng pagbabago. Ang sagot sa tanong na ito ay napakasimple – ito ay ang bahagi ng mga lead at contact kung saan dapat gawin ang pagbabago dahil dito, may pagtaas sa kabuuang resistensiya.

Isaalang-alang natin ang binago na Wheatstone bridge o circuit ng Kelvin bridge na ibinigay sa ibaba:

Dito, ang t ang resistensiya ng lead.
Ang C ang hindi alam na resistensiya.
Ang D ang standard na resistensiya (na alam natin ang halaga).
Itatakda natin ang dalawang puntos na j at k. Kung ang galvanometer ay konektado sa punto ng j, ang resistensiya ng t ay idadagdag sa D na nagreresulta sa masyadong mababang halaga ng C. Ngayon, konektado natin ang galvanometer sa punto ng k, ito ay magreresulta sa mataas na halaga ng hindi alam na resistensiya ng C.
Konektado natin ang galvanometer sa punto ng d na nasa gitna ng j at k na siya ang naghihiwa ng t sa ratio ng t1 at t2, mula sa itaas na figure, makikita natin na

Sa gayon, wala ring epekto ang t1, maaari nating isulat,

Kaya, maaari nating masabi na wala ring epekto ang t (i.e. ang resistensiya ng mga lead). Praktikal na imposible ang ganitong sitwasyon, ngunit ang itaas na simpleng pagbabago ay nag-uudyok na maaaring konektado ang galvanometer sa pagitan ng mga puntos na j at k upang makamit ang null point.

Doble na Kelvin Bridge

Bakit ito tinatawag na doble na bridge? Dahil ito ay sumasaklaw sa pangalawang set ng ratio arms tulad ng ipinapakita sa ibaba:

Dito, ang ratio arms p at q ay ginagamit upang konektado ang galvanometer sa tamang punto sa pagitan ng j at k upang alisin ang epekto ng connecting lead ng electrical resistance t. Sa ilalim ng kondisyong balance, ang voltage drop sa pagitan ng a at b (i.e. E) ay katumbas ng F (voltage drop sa pagitan ng a at c)

Para sa zero galvanometer deflection, E = F

Muli, nararating natin ang parehong resulta – ang t ay walang epekto. Gayunpaman, ang equation (2) ay kapaki-pakinabang sapagkat ito ay nagbibigay ng error kapag:

Pahayag: Igalang ang orihinal, mga artikulo na kapaki-pakinabang sa pamamahagi, kung may labag sa copyright pakiusap mag-contact upang tanggalin.