Most je elektrický obvod který se skládá ze tří větví, které jsou spojeny ve společném bodě, a mezilehlé přemostění, které je přítomno, lze nastavit. Používají se hlavně v elektrické laboratoři pro měření různých parametrů a v aplikacích, jako je filtrování, lineární a nelineární , atd. Mosty jsou klasifikovány do dvou typů, kterými jsou DC můstky jako Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge a AC můstky jako Inductance, Capacitance, Frequency. Pro měření malé hodnoty odporu, jako je 1 ohm, můžeme použít buď ohmmetr nebo Wheatstoneův můstek, ale v případě, že je hodnota odporu menší než 1 ohm, bude obtížné měřit. Proto vypínáme nižší hodnotu neznámých rezistorů, 2 přesné rezistory a ampérmetr s vysokým proudem, abychom vytvořili čtyřpólové odpory, kde proud protéká obvodem, poté lze měřit pokles napětí na rezistorech pomocí galvanometr , což je společně čtyřkoncový odpor nazývaný kelvinův můstek.
Co je Kelvin Double Bridge?
Definice: Kelvinský most nebo dvojitý most Kelvin je upravenou verzí Wheatstoneův most , který může s vysokou přesností měřit hodnoty odporu v rozsahu od 1 do 0,00001 ohmu. Je pojmenován, protože k měření neznámé hodnoty odporu používá jinou sadu ramen a galvanometr. Základní provoz Kelvinova dvojitého mostu lze pochopit ze základní konstrukce a provozu Kelvinova mostu.
Princip Kelvinova mostu
Wheatstoneův můstek se používá k měření odporu rovného nebo většího než 1 - ohm, ale pokud chceme měřit odpor pod 1 - ohm, je to obtížné, protože vodiče, které jsou připojeny k galvanometru, sčítají odpor zařízení podél s odporem vodičů vedoucím ke změnám v měření skutečné hodnoty odporu. Abychom tedy tento problém překonali, můžeme použít upravený most zvaný kelvinský most.
Odvození pro zjištění neznámé hodnoty odporu
Kelvinův můstek má odpor „r“, který spojuje „R“ (neznámý odpor ) na standardní rezistor „S“. Hodnotu odporu lze zobrazit na galvanometru (od „m do n“). Pokud se ukazatel v galvanometru zobrazuje na „m“. To znamená, že hodnota odporu je menší a pokud ukazatel ukazuje na „n“, znamená to, že hodnota odporu je vysoká. Proto spíše připojením galvanometru k „ma an“ zvolíme další mezilehlý bod „d“ v Kelvinově můstku, jak je znázorněno na obrázku
Kelvinův most
Hodnotu odporu lze vypočítat následovně
r1 / r2 = P / Q ………… (1)
R + r1 = (P / Q) * (S + r2)
Kde od 1
r 1 / (r1 + r2) = P / (P + Q)
r1 = [P / (P + Q)] .r
víme, že r1 + r2 = r
r2 = [Q / (P + Q)] .r
R + [P / (P + Q)] * r = P / Q [S + (Q / (P + Q) * r)]
R = (P / Q) * S …………. (2)
Z výše uvedené rovnice můžeme říci, že připojením galvanometru v bodě „d“ nebude mít žádný vliv na měření skutečné hodnoty odporu, ale jedinou nevýhodou tohoto procesu je, že je obtížné jej implementovat, proto používáme Kelvinův dvojitý můstek pro získání přesné nízké hodnoty odporu.
Schéma zapojení Kelvinova dvojitého mostu
Konstrukce dvojitého mostu Kelvin je podobná mostu z pšeničného kamene, ale jediný rozdíl spočívá v tom, že se skládá ze 2 ramen „P & Q“, „p & q“, kde je rameno „p & q“ spojeno s jedním koncem galvanometr, na „d“ a „P & Q“ je připojen k jinému konci galvanometru na „b“. Toto připojení minimalizuje účinek spojovacího vedení a neznámého rezistoru R & standardní odpor S je umístěn mezi „ma an“ a „a a c“.
Kelvin Double Bridge Circuit
Derivace
Poměr p / q = P / Q,
Proud ve vyváženém stavu v galvanometru = 0
Potenciální rozdíl při a & b = pokles napětí mezi Eamd.
Eab = [P / P + Q] Eac
Eac = I [R + S + [(p + q) r] / [p + q + r]] ………… (3)
Eamd = I [R + (p / (p + q)) * {(p + q) r / (p + q + r)}]
Eac = I [p r / (p + q + r)] ……… (4)
Když galvanometr ukazuje nulu, pak
( P / P + Q) * I [R + (p / (p + q)) * {(p + q) r / (p + q + r)}] = I [pr / (p + q + r) ]
R = (P / R) * S + p r / (p + q + r) [(P / Q) - (p / q)]
Víme, že P / Q = p / q
R = (P / Q) * S ……. (5)
Pro získání dokonalých výsledků by měl být poměr ramen udržován stejný a termoelektrické elektromagnetické pole indukované v můstku při odečítání může být sníženo záměnou polarity připojení. Proto lze z obou ramen získat neznámou hodnotu odporu. Typicky měří 1 - 0,00001 ohmu s přesností ± 0,05% až ± 0,2%, aby se dosáhlo citlivosti, měl by být dodávaný proud velký.
Výhody
Výhody jsou
- Může měřit hodnotu odporu v rozsahu 0,1 µA až 1,0 A.
- Spotřeba energie je menší
- Jednoduchá konstrukce
- Citlivost je vysoká.
Nevýhody
Nevýhody jsou
- Ke zjištění, zda je můstek vyvážený nebo ne, se používá citlivý galvanometr.
- K dosažení dobré citlivosti zařízení je vyžadován vysoký proud.
- Ruční úpravy se provádějí pravidelně, je-li to nutné.
Aplikace
Aplikace dvojitého mostu Kelvin je
- Používá se k měření neznámého odporu drátu.
Časté dotazy
1). Jaké jsou různé typy mostů?
Mosty jsou obvykle rozděleny do dvou typů: DC most (Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge) a AC most (indukčnost, kapacita, frekvence).
2). Proč se používá dvojitý můstek Kelvin?
Kelvinův dvojitý můstek je upravená forma Wheatstoneova můstku, která se používá k měření nižších hodnot odporu v rozsahu 1 až 0,00001 ohmu.
3). Proč se Kelvinův dvojitý můstek používá k měření nízkého odporu?
Při měření nízké hodnoty odporu způsobují odpor kontaktu a přívodu významnou chybu ve čtení, proto se k překonání této chyby používá dvojitý můstek Kelvin.
4). Jaký je rozdíl mezi Wheatstone a Kelvin Double Bridge?
Wheatstoneův můstek měří odpor větší nebo rovný 1 - ohm vyvážením obvodu, zatímco Kelvinův dvojitý můstek je upravenou formou Wheatstoneova mostu, který se používá k měření nižších hodnot odporu v rozsahu 1 až 0,00001 ohmu.
5). Když je most vyvážený, kolik proudu protéká galvanometrem?
Když je můstek vyvážený, protéká můstkem nulový proud „0“.
6). Jaký je účinek zátěže a kontaktního odporu v Kelvinově můstku?
Kelvinův můstek nemá žádný vliv na zátěž a kontaktní odpor, protože most je nezávislý na zátěži a dotykovém odporu.
7). Jaká je přesnost Kelvin Double Bridge?
Neznámou hodnotu odporu lze získat ze dvou ramen Kelvinova dvojitého můstku, obvykle měří 1 - 0,00001 ohm s přesností ± 0,05% až ± 0,2%.
Most je elektrický obvod, který se v laboratořích používá k měření různých parametrů. Obvykle jsou klasifikovány do dvou typů, kterými jsou DC (Wheatstoneův most, Kelvinův dvojitý most, Mega Ohmův most) a střídavé mosty (indukčnost, kapacita, frekvence). Tento článek poskytuje přehled dvojitého mostu Kelvin, a kelvinský most nebo kelvinský dvojitý můstek je upravená verze Wheatstoneova můstku, která dokáže měřit hodnoty odporu v rozsahu od 1 do 0,00001 ohmu s přesností ± 0,05% až ± 0,2%. Hlavní výhodou tohoto můstku je, že dokáže měřit i malou hodnotu odporu.
