Tilts ir elektriskā ķēde kas sastāv no trim atzariem, kas ir savienoti vienā punktā, un starpposma tiltu, kas atrodas, var regulēt. Tos galvenokārt izmanto elektriskajā laboratorijā dažādu parametru mērīšanai un tādiem pielietojumiem kā filtrēšana, lineāra un nelineāra utt. Tilti tiek klasificēti divos veidos: DC tilti, piemēram, Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge un AC tilti, piemēram, Inductance, Capacitance, Frequency. Lai izmērītu nelielu pretestības vērtību, piemēram, 1 omi, mēs varam izmantot ommetru vai Wheatstone tiltu, bet gadījumā, ja pretestības vērtība ir mazāka par 1 omu, to būs grūti izmērīt. Tādējādi mēs šuntējam zemāku nezināmu rezistoru vērtību, 2 precīzus rezistorus un lielu strāvas ampērmetru, lai izveidotu četru spaiļu rezistorus, kur strāva plūst caur ķēdi, tad sprieguma kritumu pāri rezistoriem var izmērīt, izmantojot galvanometrs , kas kopā ir četru termināļu rezistors, ko sauc par kelvina tiltu.
Kas ir Kelvina dubultais tilts?
Definīcija: Kelvina tilts vai kelvina dubultais tilts ir modificēta versija Wheatstone tilts , kas ar augstu precizitāti var izmērīt pretestības vērtības diapazonā no 1 līdz 0,00001 omi. Tas ir nosaukts, jo nezināmās pretestības vērtības mērīšanai izmanto citu proporcionālo ieroču komplektu un galvanometru. Kelvina dubultā tilta pamatdarbību var saprast pēc kelvina tilta pamatkonstrukcijas un darbības.
Kelvina tilta princips
Vītstouna tiltu izmanto, lai mērītu pretestību, kas vienāda vai lielāka par 1 ohmu, bet, ja mēs vēlamies izmērīt pretestību zem 1 - om, tas kļūst grūti, jo galvanometram pievienotie vadi summē ierīces pretestību gar ar vadu pretestību, kas noved pie pretestības faktiskās vērtības mērīšanas izmaiņām. Tādēļ, lai pārvarētu šo problēmu, mēs varam izmantot modificētu tiltu, ko sauc par kelvina tiltu.
Atvasinājums nezināmas pretestības vērtības atrašanai
Kelvina tilts ir pretestības “r”, kas savieno “R” (nav zināms rezistors ) uz standarta rezistoru “S”. Pretestības vērtību var apskatīt galvanometrā (no “m līdz n”). Ja galvanometra rādītājs rāda “m”. Tas nozīmē, ka pretestības vērtība ir mazāka, un, ja rādītājs tiek rādīts pie “n”, pretestības vērtība ir augsta. Tāpēc drīzāk, savienojot galvanometru ar “m un n”, mēs izvēlamies citu starppunktu “d” kelvina tiltā, kā parādīts attēlā
Kelvina tilts
Pretestības vērtību var aprēķināt šādi
r1 / r2 = P / Q ………… (1)
R + r1 = (P / Q) * (S + r2)
Kur no 1
r 1 / (r1 + r2) = P / (P + Q)
r1 = [P / (P + Q)] .r
mēs to zinām 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)
No iepriekš minētā vienādojuma mēs varam teikt, ka, savienojot galvanometru punktā “d”, faktiskās pretestības vērtības mērīšana neietekmēs, bet vienīgais šī procesa trūkums ir tas, ka to ir grūti īstenot, tāpēc mēs izmantojam Kelvina dubultais tilts precīzas zemas pretestības vērtības iegūšanai.
Kelvina dubultā tilta shēma
Kelvina dubultā tilta konstrukcija ir līdzīga kviešu akmens tiltam, bet vienīgā atšķirība ir tā, ka tā sastāv no 2 rokām “P & Q”, “p & q”, kur roka “p & q” ir savienota ar vienu galu. galvanometrs pie “d” un “P & Q” ir savienots ar citu galvanometra galu pie “b”. Šis savienojums samazina savienojošā svina efektu, un nezināmais rezistors R & starp 'm un n' un 'a' un 'c' tiek ievietots standarta rezistors S.
Kelvina dubultā tilta ķēde
Atvasinājums
Attiecība p / q = P / Q,
Līdzsvarotā stāvoklī strāva galvanometrā = 0
Potenciālā starpība pie a & b = sprieguma kritums starp 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)
Kad galvanometrs rāda nulli, tad
( 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)]
Mēs to zinām P / Q = p / q
R = (P / Q) * S… (5)
Lai iegūtu nevainojamus rezultātus, ieroču attiecība ir jāsaglabā vienāda un tilta izraisīto termoelektrisko elektromagnētisko lauku, nolasot rādījumus, var samazināt, savstarpēji mainot savienojuma polaritāti. Tāpēc nezināmo pretestības vērtību var iegūt no abām rokām. Parasti tā mēra 1 - 0,00001 omi ar precizitāti no ± 0,05% līdz ± 0,2%, lai sasniegtu jutību, piegādājamai strāvai jābūt lielai.
Priekšrocības
Priekšrocības ir
- Tas var izmērīt pretestības vērtību diapazonā no 0,1 µA līdz 1,0 A.
- Enerģijas patēriņš ir mazāks
- Vienkārša konstrukcija
- Jutīgums ir augsts.
Trūkumi
Trūkumi ir
- Lai uzzinātu, vai tilts ir līdzsvarots vai nē, tiek izmantots jutīgais galvanometrs.
- Lai iegūtu labu ierīces jutīgumu, nepieciešama liela strāva.
- Nepieciešamības gadījumā periodiski jāveic manuāli pielāgojumi.
Pieteikumi
Kelvina dubultā tilta pielietojums ir
- To lieto, lai izmērītu nezināmu stieples pretestību.
Bieži uzdotie jautājumi
1). Kādi ir dažādu veidu tilti?
Tilti parasti tiek klasificēti divos veidos: DC tilts (Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge) un AC tilts (Inductance, Capacitance, Frequency).
2). Kāpēc tiek izmantots Kelvina divkāršais tilts?
Kelvina dubultais tilts ir modificēta Wheatstone tilta forma, ko izmanto, lai izmērītu zemākas pretestības vērtības diapazonā no 1 līdz 0,00001 omi.
3). Kāpēc zemas pretestības mērīšanai izmanto Kelvina dubulto tiltu?
Mērot zemu pretestības vērtību, kontakts un svina pretestība rada ievērojamas kļūdas lasījumā, tāpēc, lai pārvarētu šo kļūdu, tiek izmantots kelvina dubultais tilts.
4). Kāda ir atšķirība starp Vītstounu un Kelvina dubulto tiltu?
Kvītstouna tilts mēra pretestību, kas ir lielāka vai vienāda ar 1 omu, līdzsvarojot ķēdi, turpretī Kelvina dubultais tilts ir modificēta Wheatstone forma, ko izmanto zemāku pretestības vērtību mērīšanai diapazonā no 1 līdz 0,00001 omi.
5). Kad tilts ir līdzsvarots, cik liela strāva plūst caur galvanometru?
“0” nulles strāva plūst caur tiltu, kad tilts ir līdzsvarots.
6). Kāda ir slodze un kontakta pretestība kelvina tiltā?
Kelvina tiltā nav slodzes un kontakta pretestības ietekmes, jo tilts nav atkarīgs no slodzes un kontakta pretestības.
7). Kāda ir Kelvina dubultā tilta precizitāte?
Nezināmo pretestības vērtību var iegūt no abiem Kelvina dubultā tilta pleciem, parasti tas mēra 1–00001001 om ar precizitāti no ± 0,05% līdz ± 0,2%.
Tilts ir elektriskā ķēde, ko laboratorijās izmanto dažādu parametru mērīšanai. Parasti tos klasificē divos veidos: DC (Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge) un AC tilti (induktivitāte, kapacitāte, frekvence). Šis raksts sniedz pārskatu par Kelvina dubulto tiltu, a kelvina tilts vai kelvina dubultais tilts ir modificēta Wheatstone tilta versija, ar kuru var noteikt pretestības vērtības diapazonā no 1 līdz 0,00001 om ar precizitāti no ± 0,05% līdz ± 0,2%. Šī tilta galvenā priekšrocība ir tā, ka tā var izmērīt pat nelielu pretestības vērtību.
