Мостът е електрическа верига който се състои от три клона, които са свързани в обща точка и междинното свързване, което е налице, може да се регулира. Те се използват главно в електрическа лаборатория за измерване на различни параметри и в приложения като филтриране, линейни и нелинейни и т.н. Мостове са класифицирани в два типа, това са DC мостове като Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge и AC мостове като индуктивност, капацитет, честота. За измерване на малка стойност на съпротивление като 1 ом можем да използваме омметър или мост на Уитстоун, но в случай, когато стойността на съпротивлението е по-малка от 1 ом, ще бъде трудно да се измери. Следователно, ние шунтираме по-ниска стойност на неизвестните резистори, 2 прецизни резистора и амперметър с висок ток, за да образуваме четиритерминални резистори, където токът протича през веригата, след което спадът на напрежението в резисторите може да бъде измерен с помощта на галванометър , който заедно представлява четиритерминален резистор, наречен келвин мост.
Какво представлява Келвин Двойният мост?
Определение: Келвин мост или келвин двоен мост е модифицирана версия на Мост от Уитстоун , които могат да измерват стойности на съпротивление в диапазона между 1 и 0,00001 ома с висока точност. Той е кръстен, защото използва друг набор от съотношения рамена и галванометър за измерване на неизвестната стойност на съпротивлението. Основната операция на двойния мост Келвин може да се разбере от основната конструкция и експлоатация на моста келвин.
Принцип на моста Келвин
Мост на Уитстоун се използва за измерване на съпротивление, равно на или по-голямо от 1 - ома, но ако искаме да измерим съпротивлението под 1 - ома, става трудно, тъй като проводниците, които са свързани към галванометъра, добавят съпротивлението на устройството по протежение със съпротивлението на проводниците, което води до вариация в измерването на действителната стойност на съпротивлението. Следователно, за да преодолеем този проблем, можем да използваме модифициран мост, наречен келвин мост.
Деривация за намиране на неизвестна стойност на съпротивлението
Мостът на Келвин е със съпротивление „r“, което свързва „R“ (неизвестно резистор ) към стандартен резистор “S”. Стойността на съпротивлението може да се види в галванометъра (от „m до n“). Ако показалецът в галванометъра се показва на „m“. Това означава, че стойността на съпротивлението е по-малка и ако показалецът показва на „n“, значи стойността на съпротивлението е висока. Следователно, по-скоро чрез свързване на галванометър към „m и n“, ние избираме друга междинна точка „d“ в моста на келвин, както е показано на фигурата
Келвин мост
Стойността на съпротивлението може да бъде изчислена по следния начин
r1 / r2 = P / Q ………… (1)
R + r1 = (P / Q) * (S + r2)
Откъде 1
r 1 / (r1 + r2) = P / (P + Q)
r1 = [P / (P + Q)] .r
ние го знаем 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)
От горното уравнение можем да кажем, че чрез свързване на галванометъра в точка „d“ няма да има ефект при измерването на действителната стойност на съпротивлението, но единственият недостатък на този процес е, че е труден за изпълнение, поради което използваме двоен мост на Келвин за получаване на точна стойност на ниско съпротивление.
Електрическа схема на Двойния мост на Келвин
Конструкцията на двойния мост на Келвин е подобна на моста от пшеничен камък, но единствената разлика е, че се състои от 2 рамена „P & Q“, „p & q“, където рамото „p & q“ е свързано с единия край на галванометър, при „d“ и „P & Q“ е свързан към друг край на галванометъра, при „b“. Тази връзка свежда до минимум ефекта от свързване на олово и неизвестният резистор R & стандартен резистор S се поставя между 'm и n' и 'a и c'.
Двойна мост на Келвин
Деривация
Съотношението p / q = P / Q,
При балансирано състояние токът в галванометър = 0
Потенциална разлика при a & b = спад на напрежението 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)
Когато галванометърът показва нула, тогава
( 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)]
Ние знаем това P / Q = p / q
R = (P / Q) * S ……. (5)
За да се получат перфектни резултати, съотношението на рамената трябва да се поддържа равно и термоелектрическото електромагнитно поле, индуцирано в моста по време на отчитане, може да бъде намалено чрез смяна на полярността на връзката. Следователно неизвестната стойност на съпротивлението може да бъде получена от двете рамена. Обикновено той измерва 1 - 0,00001 ома с точност ± 0,05% до ± 0,2%, за да се постигне чувствителност, токът, който трябва да бъде подаден, трябва да бъде голям.
Предимства
Предимствата са
- Той може да измери стойността на съпротивлението в диапазона от 0,1 µA до 1,0 A.
- Консумацията на енергия е по-малка
- Прост в конструкцията
- Чувствителността е висока.
Недостатъци
Недостатъците са
- За да се знае дали мостът е балансиран или не, се използва чувствителният галванометър.
- За да се получи добра чувствителност на устройството, е необходим висок ток.
- Ръчните настройки се извършват периодично, когато е необходимо.
Приложения
Приложението на двойния мост Келвин е
- Използва се за измерване на неизвестното съпротивление на проводник.
Често задавани въпроси
1). Какви са различните видове мостове?
Мостовете обикновено се класифицират в два типа - DC мост (Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge) и AC мост (индуктивност, капацитет, честота).
2). Защо се използва двойният мост на Келвин?
Двойният мост на Келвин е модифицирана форма на мост на Уитстоун, който се използва за измерване на по-ниски стойности на съпротивление в диапазона от 1 до 0,00001 ома.
3). Защо двойният мост Келвин се използва за измерване на ниско съпротивление?
Докато се измерва ниска стойност на съпротивлението, съпротивлението на контакта и оловото причиняват значителни грешки при отчитане, поради което за преодоляване на тази грешка се използва двоен мост на келвин.
4). Каква е разликата между Wheatstone и Kelvin Double Bridge?
Уистстоун мост измерва съпротивлението по-голямо или равно на 1 - ома чрез балансиране на веригата, докато двойният мост Келвин е модифицирана форма на Уитстоун, който се използва за измерване на по-ниски стойности на съпротивление в диапазона от 1 до 0,00001 ома.
5). Когато мостът е балансиран, колко ток протича през галванометъра?
„0“ нулев ток протича през моста, когато мостът е балансиран.
6). Какъв е ефектът от съпротивлението на натоварване и контакт в келвин мост?
В моста на Келвин няма ефект на съпротивление на натоварване и контакт, тъй като мостът не зависи от съпротивлението на натоварване и контакт.
7). Каква е точността на Двойния мост на Келвин?
Неизвестната стойност на съпротивлението може да бъде получена от двете рамена на двойния мост на Келвин, обикновено тя измерва 1- 0,00001 ома с точност ± 0,05% до ± 0,2%.
Мостът е електрическа верига, която се използва в Laborites за измерване на различни параметри. Обикновено те се класифицират в два типа, DC, (мост на Уитстоун, двоен мост на Келвин, мост на мега ома) и мостове с променлив ток (индуктивност, капацитет, честота). Тази статия дава преглед на двойния мост на Келвин, a келвин мост или двойният мост на келвин е модифицирана версия на моста на Уитстоун, който може да измерва стойности на съпротивление в диапазона от 1 до 0,00001 ома с точност ± 0,05% до ± 0,2%. Основното предимство на този мост е, че той може да измери дори малка стойност на съпротивлението.
