Mạch Kelvin Bridge | Cầu Kelvin Đôi
Trước khi giới thiệu về Cầu Kelvin, điều quan trọng là phải biết nhu cầu sử dụng cầu này, mặc dù chúng ta đã có cầu Wheatstone có khả năng đo điện trở chính xác (thông thường độ chính xác khoảng 0,1%).
Để hiểu nhu cầu của cầu Kelvin, chúng ta phải nhận biết ba cách phân loại quan trọng đối với điện trở điện:
Điện trở cao: Điện trở lớn hơn 0,1 Mega-ohm.
Điện trở trung bình: Điện trở nằm trong khoảng từ 1 ohm đến 0,1 Mega-ohm.
Điện trở thấp: Dưới danh mục này, giá trị điện trở thấp hơn 1 ohm.
Bây giờ, lý do để thực hiện phân loại này là nếu chúng ta muốn đo điện trở điện, chúng ta phải sử dụng các thiết bị khác nhau cho các danh mục khác nhau. Điều này có nghĩa là nếu thiết bị được sử dụng để đo điện trở cao đạt độ chính xác cao, nó có thể hoặc không đạt được độ chính xác cao như vậy khi đo giá trị điện trở thấp.
Vì vậy, chúng ta phải sử dụng trí óc để đánh giá thiết bị nào phải được sử dụng để đo một giá trị cụ thể của điện trở điện. Tuy nhiên, cũng có các phương pháp khác như phương pháp ampe-volt kế, phương pháp thay thế, v.v., nhưng chúng gây ra lỗi lớn lớn hơn so với phương pháp cầu và thường được tránh ở hầu hết các ngành công nghiệp.
Bây giờ, hãy xem xét lại phân loại mà chúng ta đã làm ở trên, khi di chuyển từ trên xuống dưới, giá trị điện trở giảm, do đó, chúng ta cần thiết bị chính xác và tinh vi hơn để đo giá trị điện trở thấp.
Một trong những nhược điểm lớn của cầu Wheatstone là mặc dù nó có thể đo điện trở từ vài ohm đến nhiều mega-ohm – nó gây ra lỗi đáng kể khi đo điện trở thấp.
Vì vậy, chúng ta cần một số cải tiến trong cầu Wheatstone, và cầu được cải tiến thu được là cầu Kelvin, không chỉ phù hợp để đo giá trị điện trở thấp mà còn có nhiều ứng dụng rộng rãi trong thế giới công nghiệp.
Hãy thảo luận về một số thuật ngữ sẽ rất hữu ích cho chúng ta khi nghiên cứu cầu Kelvin.
Cầu :
Cầu thường bao gồm bốn cánh, bộ phát hiện cân bằng và nguồn. Chúng hoạt động dựa trên nguyên tắc kỹ thuật điểm không. Chúng rất hữu ích trong các ứng dụng thực tế vì không cần thiết phải làm cho đồng hồ chính xác tuyến tính với thang đo chính xác. Không cần đo điện áp và dòng điện, chỉ cần kiểm tra sự có mặt hoặc vắng mặt của dòng điện hoặc điện áp. Tuy nhiên, vấn đề chính là trong quá trình điểm không, đồng hồ phải có khả năng nhận diện dòng điện nhỏ. Cầu có thể được định nghĩa là chia điện áp song song và sự khác biệt giữa hai chia điện áp là đầu ra của chúng. Nó rất hữu ích trong việc đo lường các thành phần như điện trở điện, điện dung, cuộn cảm và các thông số mạch khác. Độ chính xác của bất kỳ cầu nào đều liên quan trực tiếp đến các thành phần của cầu.
Điểm không:
Nó có thể được định nghĩa là điểm tại đó phép đo không xảy ra khi đọc của ammeter hoặc voltmeter là zero.
Mạch cầu Kelvin
Như chúng ta đã thảo luận, Cầu Kelvin là một cầu Wheatstone được cải tiến và cung cấp độ chính xác cao đặc biệt trong việc đo điện trở thấp. Bây giờ, câu hỏi mà chắc chắn sẽ xuất hiện trong tâm trí chúng ta là chúng ta cần cải tiến ở đâu. Câu trả lời cho câu hỏi này rất đơn giản – đó là phần dây dẫn và tiếp xúc, nơi chúng ta phải cải tiến vì chúng làm tăng tổng điện trở.
Hãy xem xét cầu Wheatstone được cải tiến hoặc mạch cầu Kelvin được đưa ra bên dưới:
Ở đây, t là điện trở của dây dẫn.
C là điện trở không biết.
D là điện trở chuẩn (giá trị của nó được biết).
Hãy đánh dấu hai điểm j và k. Nếu galvanometer được kết nối với điểm j, điện trở t được thêm vào D, điều này dẫn đến giá trị C quá thấp. Bây giờ, chúng ta kết nối galvanometer với điểm k, điều này sẽ dẫn đến giá trị điện trở không biết C cao hơn.
Hãy kết nối galvanometer với điểm d, nằm giữa j và k, sao cho d chia t theo tỷ lệ t1 và t2, từ hình trên có thể thấy
Khi đó, sự có mặt của t1 không gây ra lỗi, chúng ta có thể viết,
Vì vậy, chúng ta có thể kết luận rằng không có tác động của t (tức là điện trở của dây dẫn). Thực tế, tình huống này không thể xảy ra, tuy nhiên, cải tiến đơn giản trên gợi ý rằng galvanometer có thể được kết nối giữa các điểm j và k để đạt được điểm không.
Cầu Kelvin Đôi
Tại sao nó được gọi là cầu kép? Đó là vì nó bao gồm bộ cánh tỷ lệ thứ hai như được hiển thị bên dưới:
Trong đó, các cánh tỷ lệ p và q được sử dụng để kết nối galvanometer tại điểm chính xác giữa j và k để loại bỏ tác động của dây dẫn điện trở điện trở t. Trong điều kiện cân bằng, rơi điện áp giữa a và b (tức là E) bằng F (rơi điện áp giữa a và c)
Để galvanometer không có độ lệch, E = F
Lại một lần nữa, chúng ta đạt được kết quả tương tự – t không có tác động. Tuy nhiên, phương trình (2) hữu ích khi:
Lời tuyên bố: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
