Most je električni tokokrog ki je sestavljen iz treh vej, ki so povezane na skupni točki, in vmesno premostitev, ki je prisotna, je mogoče nastaviti. Uporabljajo se predvsem v električnem laboratoriju za merjenje različnih parametrov in v aplikacijah, kot je filtriranje, linearno in nelinearno itd. Mostovi so razvrščeni v dve vrsti, to so DC mostovi, kot so Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge in AC mostovi, kot so induktivnost, kapacitivnost, frekvenca. Za merjenje majhne vrednosti upora, kot je 1 ohm, lahko uporabimo ohmmeter ali Wheatstoneov most, toda v primeru, ko je vrednost upora manjša od 1 ohma, ga bo težko izmeriti. Zato ločimo nižjo vrednost neznanih uporov, 2 natančna upora in visokotokovni ampermeter, da tvorimo štirimestne upore, kjer tok teče skozi vezje, nato pa lahko padec napetosti na uporih izmerimo s pomočjo galvanometer , ki je skupaj štirimestni upor, imenovan kelvin bridge.
Kaj je Kelvinov dvojni most?
Opredelitev: Kelvinov most ali kelvinov dvojni most je spremenjena različica Most Wheatstone , ki lahko z visoko natančnostjo izmeri vrednosti upora v območju med 1 in 0,00001 ohmi. Ime je dobil, ker za merjenje neznane vrednosti upora uporablja drug sklop razmerja krakov in galvanometer. Osnovno delovanje dvojnega mostu Kelvin je mogoče razumeti iz osnovne konstrukcije in delovanja mostu Kelvin.
Načelo Kelvinovega mostu
Wheatstoneov most se uporablja za merjenje upora, ki je enak ali večji od 1 - ohma, če pa želimo izmeriti upor pod 1 - ohmom, postane težko, ker vodi, ki so povezani z galvanometrom, seštejejo upor naprave vzdolž z uporom vodnikov, ki vodi do sprememb v merjenju dejanske vrednosti upora. Zato lahko za premagovanje tega problema uporabimo modificiran most, imenovan kelvin bridge.
Izpeljava za iskanje neznane vrednosti upora
Kelvinov most je odporen 'r', ki povezuje 'R' (neznano upor ) na standardni upor “S”. Vrednost upora si lahko ogledate v galvanometru (od “m do n”). Če se kazalec v galvanometru prikaže na »m«. To pomeni, da je vrednost upora manjša in če kazalec kaže na 'n', pomeni, da je vrednost upora visoka. Zato namesto povezovanja galvanometra z 'm in n' izberemo drugo vmesno točko 'd' v mostu Kelvin, kot je prikazano na sliki
Kelvinov most
Vrednost upora lahko izračunamo na naslednji način
r1 / r2 = P / Q ………… (1)
R + r1 = (P / Q) * (S + r2)
Kje od 1
r 1 / (r1 + r2) = P / (P + Q)
r1 = [P / (P + Q)] .r
to vemo 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)
Iz zgornje enačbe lahko rečemo, da s priključitvijo galvanometra v točki 'd' ne bo prišlo do učinka pri merjenju dejanske vrednosti upora, a edina pomanjkljivost tega postopka je, da ga je težko izvesti, zato uporabljamo dvojni most Kelvina za natančno nizko vrednost upora.
Shema vezja Kelvinovega dvojnega mostu
Konstrukcija dvojnega mostu Kelvin je podobna mostu iz pšeničnega kamna, vendar je edina razlika v tem, da je sestavljen iz dveh krakov 'P & Q', 'p & q', kjer je krak 'p & q' povezan z enim koncem galvanometer, pri “d” in “P & Q” je povezan z drugim koncem galvanometra, pri “b”. Ta povezava minimizira učinek povezovanja svinca in neznani upor R & standardni upor S je postavljen med 'm in n' ter 'a in c'.
Dvojni most Kelvin
Izpeljava
Razmerje p / q = P / Q,
V uravnoteženem stanju je tok v galvanometru = 0
Potencialna razlika pri a & b = padcu napetosti med 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)
Ko galvanometer pokaže ničlo, potem
( 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)]
To vemo P / Q = p / q
R = (P / Q) * S ……. (5)
Za popolne rezultate je treba razmerje orožja ohranjati enako, termoelektrično elektromagnetno polje, inducirano v mostu med merjenjem odčitkov, pa lahko zmanjšamo z izmenjavo polarnosti povezave. Zato lahko iz obeh krakov dobimo neznano vrednost upora. Običajno meri 1 - 0,00001 ohm s točnostjo ± 0,05% do ± 0,2%, da bi dosegli občutljivost, mora biti tok, ki ga je treba dovajati, velik.
Prednosti
Prednosti so
- Izmeri lahko vrednost upora v območju od 0,1 µA do 1,0 A.
- Poraba energije je manjša
- Preprosta gradnja
- Občutljivost je velika.
Slabosti
Slabosti so
- Za vedenje, ali je most uravnotežen ali ne, se uporablja občutljiv galvanometer.
- Za dobro občutljivost naprave je potreben močan tok.
- Ročne prilagoditve je treba po potrebi izvajati občasno.
Aplikacije
Uporaba dvojnega mostu Kelvin je
- Uporablja se za merjenje neznane odpornosti žice.
Pogosta vprašanja
1). Katere so različne vrste mostov?
Mostove običajno razvrstimo v dve vrsti, in sicer na enosmerni most (Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge) in AC most (induktivnost, kapacitivnost, frekvenca).
2). Zakaj se uporablja dvojni most Kelvin?
Dvojni most Kelvin je modificirana oblika Wheatstonovega mostu, ki se uporablja za merjenje nižjih vrednosti upora v območju od 1 do 0,00001 ohma.
3). Zakaj se Kelvinov dvojni most uporablja za merjenje nizkega upora?
Med merjenjem nizke vrednosti upora kontaktna in vodilna odpornost povzročata velike napake pri branju, zato se za premagovanje te napake uporablja dvojni most Kelvin
4). Kakšna je razlika med Wheatstoneom in Kelvin Double Bridge?
Wheatstoneov most meri upor večji ali enak 1 - ohmu z uravnoteženjem vezja, medtem ko je dvojni most Kelvin modificirana oblika Wheatstonea, ki se uporablja za merjenje nižjih vrednosti upora v območju od 1 do 0,00001 ohma.
5). Ko je most uravnotežen, koliko toka teče skozi galvanometer?
Skozi most teče '0' ničelni tok, ko je most uravnotežen.
6). Kakšen je učinek obremenitve in kontaktne upornosti na mostu Kelvin?
Na Kelvinovem mostu ni učinka obremenitve in kontaktne upornosti, ker je most neodvisen od obremenitve in kontaktne odpornosti.
7). Kakšna je natančnost dvojnega mostu Kelvin?
Neznano vrednost upora lahko dobimo iz obeh krakov dvojnega mostu Kelvin, običajno meri 1- 0,00001 ohm z natančnostjo ± 0,05% do ± 0,2%.
Most je električni tokokrog, ki se v Laborites uporablja za merjenje različnih parametrov. Običajno jih razvrstimo v dve vrsti, in sicer DC, Bridge (Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge) in AC mostove (Induktivnost, kapacitivnost, frekvenca). Ta članek daje pregled dvojnega mostu Kelvin, a most Kelvin ali dvojni most Kelvin je spremenjena različica Wheatstoneovega mostu, ki lahko meri vrednosti upora v območju od 1 do 0,00001 ohma s točnostjo ± 0,05% do ± 0,2%. Glavna prednost tega mostu je, da lahko izmeri tudi majhno vrednost upora.
