Мост - это электрическая цепь состоит из трех ответвлений, соединенных в общей точке, и имеющееся промежуточное соединение может быть регулируемым. Они в основном используются в электрической лаборатории для измерения различных параметров и в таких приложениях, как фильтрация, линейный и нелинейный , так далее. Мосты делятся на два типа: мосты постоянного тока, такие как мост Уитстона, двойной мост Кельвина, мегаомный мост, и мосты переменного тока, такие как индуктивность, емкость, частота. Для измерения небольшого значения сопротивления, например 1 Ом, мы можем использовать либо омметр, либо мост Уитстона, но в случае, когда значение сопротивления меньше 1 Ом, его будет сложно измерить. Следовательно, мы шунтируем меньшее значение неизвестных резисторов, 2 прецизионных резистора и сильноточный амперметр, чтобы сформировать четырехконтактные резисторы, где ток течет по цепи, а затем падение напряжения на резисторах может быть измерено с помощью гальванометр , который вместе представляет собой четырехполюсный резистор, называемый мостом Кельвина.
Что такое двойной мост Кельвина?
Определение: Мост Кельвина или двойной мост Кельвина - это модифицированная версия Мост Уитстона , который может измерять значения сопротивления в диапазоне от 1 до 0,00001 Ом с высокой точностью. Он назван потому, что для измерения неизвестного значения сопротивления в нем используется другой набор рычагов соотношения и гальванометр. Основы работы двойного моста Кельвина можно понять из базовой конструкции и работы моста Кельвина.
Принцип моста Кельвина
Мост Уитстона используется для измерения сопротивления, равного или превышающего 1 Ом, но если мы хотим измерить сопротивление ниже 1 Ом, это становится трудным, потому что выводы, подключенные к гальванометру, складывают сопротивление устройства вдоль с сопротивлением проводов, приводящим к изменению фактического значения сопротивления. Следовательно, чтобы решить эту проблему, мы можем использовать модифицированный мост, называемый мостом Кельвина.
Вывод для определения неизвестного значения сопротивления
Мост Кельвина имеет сопротивление «r», которое соединяет «R» (неизвестно резистор ) к стандартному резистору «S». Значение сопротивления можно посмотреть на гальванометре (от «m до n»). Если стрелка гальванометра показывает «м». Это означает, что значение сопротивления меньше, и если стрелка показывает «n», значит, значение сопротивления высокое. Следовательно, подключив гальванометр к «m и n», мы выбираем другую промежуточную точку «d» на мостике Кельвина, как показано на рисунке.
Кельвин мост
Значение сопротивления можно рассчитать следующим образом
r1 / r2 = P / Q ………… (1)
R + r1 = (P / Q) * (S + r2)
Откуда 1
r 1 / (r1 + r2) = P / (P + Q)
r1 = [P / (P + Q)]. r
мы знаем это г1 + г2 = г
r2 = [Q / (P + Q)]. r
R + [P / (P + Q)] * r = P / Q [S + (Q / (P + Q) * r)]
R = (P / Q) * S …………. (2)
Из приведенного выше уравнения можно сказать, что подключение гальванометра в точке «d» не повлияет на измерение фактического значения сопротивления, но единственным недостатком этого процесса является то, что его сложно реализовать, поэтому мы используем двойной мост Кельвина для получения точных значений низкого сопротивления.
Принципиальная схема двойного моста Кельвина
Конструкция двойного моста Кельвина похожа на мост из пшеничного камня, но с той лишь разницей, что он состоит из двух плеч «P & Q», «p & q», где плечо «p и q» соединено с одним концом гальванометр в точке «d» и «P&Q» подключен к другому концу гальванометра в точке «b». Это соединение сводит к минимуму влияние соединительного провода и неизвестного резистора R, а стандартный резистор S помещается между «m и n» и «a и c».
Схема двойного моста Кельвина
Вывод
Отношение p / q = P / Q,
В сбалансированном состоянии ток в гальванометре = 0
Разница потенциалов при a & b = падение напряжения между 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)
Когда гальванометр показывает ноль, тогда
( 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)]
Мы знаем это P / Q = p / q
R = (P / Q) * S ……. (5)
Для получения идеальных результатов соотношение плеч должно поддерживаться равным, а термоэлектрическое электромагнитное поле, индуцируемое в мосту при снятии показаний, может быть уменьшено путем изменения полярности соединения. Следовательно, неизвестное значение сопротивления может быть получено от двух плеч. Обычно он измеряет 1 - 0,00001 Ом с точностью от ± 0,05% до ± 0,2%, для достижения чувствительности подаваемый ток должен быть большим.
Преимущества
Преимущества
- Он может измерять значение сопротивления в диапазоне от 0,1 мкА до 1,0 А.
- Потребляемая мощность меньше
- Простая конструкция
- Чувствительность высокая.
Недостатки
Недостатки:
- Чтобы узнать, сбалансирован мост или нет, используется чувствительный гальванометр.
- Для получения хорошей чувствительности устройства требуется большой ток.
- При необходимости следует периодически производить ручную регулировку.
Приложения
Применение двойного моста Кельвина
- Он используется для измерения неизвестного сопротивления провода.
FAQs
1). Какие бывают мосты?
Мосты обычно делятся на два типа: мост постоянного тока (мост Уитстона, двойной мост Кельвина, мегаомный мост) и мост переменного тока (индуктивность, емкость, частота).
2). Почему используется двойной мост Кельвина?
Двойной мост Кельвина - это модифицированная форма моста Уитстона, который используется для измерения более низких значений сопротивления в диапазоне от 1 до 0,00001 Ом.
3). Почему для измерения низкого сопротивления используется двойной мост Кельвина?
При измерении низкого значения сопротивления контакт и сопротивление выводов вызывают значительную ошибку в считывании, поэтому для устранения этой ошибки используется двойной мост Кельвина.
4). В чем разница между двойным мостом Уитстона и Кельвина?
Мост Уитстона измеряет сопротивление больше или равное 1 Ом путем балансировки цепи, тогда как двойной мост Кельвина представляет собой модифицированную форму Уитстона, которая используется для измерения более низких значений сопротивления в диапазоне от 1 до 0,00001 Ом.
5). Когда мост уравновешен, сколько тока проходит через гальванометр?
Когда мост уравновешен, через мост протекает нулевой ток «0».
6). Каково влияние нагрузки и контактного сопротивления в мосту Кельвина?
В мосте Кельвина отсутствует влияние нагрузки и контактного сопротивления, поскольку мост не зависит от нагрузки и контактного сопротивления.
7). Какова точность двойного моста Кельвина?
Неизвестное значение сопротивления может быть получено из двух плеч двойного моста Кельвина, как правило, оно составляет 1-0,00001 Ом с точностью от ± 0,05% до ± 0,2%.
Мост - это электрическая цепь, которая используется в Laborites для измерения различных параметров. Обычно они делятся на два типа: мосты постоянного тока (мост Уитстона, двойной мост Кельвина, мегаомный мост) и мосты переменного тока (индуктивность, емкость, частота). В этой статье дается обзор двойного моста Кельвина, мост Кельвина или двойной мост Кельвина - это модифицированная версия моста Уитстона, который может измерять значения сопротивления в диапазоне от 1 до 0,00001 Ом с точностью от ± 0,05% до ± 0,2%. Главное преимущество этого моста в том, что он может измерять даже небольшое значение сопротивления.
