Un pont és un circuit elèctric que consta de tres branques que estan connectades en un punt comú i el pont intermedi que hi ha es pot ajustar. S’utilitzen principalment en un laboratori elèctric per mesurar diversos paràmetres i en aplicacions com el filtratge, lineals i no lineals , Etc. Ponts es classifiquen en dos tipus: ponts de corrent continu com el pont de Wheatstone, pont doble de Kelvin, pont de Mega Ohm i ponts de corrent altern com la inductància, la capacitat i la freqüència. Per mesurar un valor de resistència petit com 1 ohm, podem utilitzar un ohmímetre o un pont de Wheatstone, però en un cas en què el valor de resistència sigui inferior a 1 ohm, serà difícil de mesurar. Per tant, derivem un valor inferior de les resistències desconegudes, dues resistències de precisió i un amperímetre d’alt corrent per formar resistències de quatre terminals, on el corrent flueix a través del circuit i, a continuació, es pot mesurar la caiguda de tensió a través de les resistències. galvanòmetre , que junt és una resistència de quatre terminals anomenada pont kelvin.
Què és Kelvin Double Bridge?
Definició: Un pont kelvin o pont doble kelvin és una versió modificada del Pont de Wheatstone , que pot mesurar valors de resistència entre 1 i 0,00001 ohms amb alta precisió. Es diu perquè utilitza un altre conjunt de braços de relació i un galvanòmetre per mesurar el valor de resistència desconegut. El funcionament bàsic del pont doble Kelvin es pot entendre a partir de la construcció i el funcionament bàsics del pont kelvin.
Principi del pont de Kelvin
Un pont de Wheatstone s’utilitza per mesurar una resistència igual o superior a 1 ohm, però si volem mesurar la resistència per sota d’1 ohm, es fa difícil perquè els cables connectats al galvanòmetre sumen la resistència del dispositiu al llarg amb la resistència dels cables que condueix a la variació de la mesura del valor real de la resistència. Per tant, per superar aquest problema, podem utilitzar un pont modificat anomenat pont kelvin.
Derivació per trobar un valor de resistència desconegut
El pont de Kelvin és de resistència 'r' que connecta 'R' (desconegut resistència ) a la resistència estàndard “S”. El valor de resistència es pot veure al galvanòmetre (de “m a n”). Si el punter del galvanòmetre apareix a “m”. Vol dir que el valor de resistència és menor i que si el punter es mostra en 'n' significa que el valor de resistència és alt. Per tant, en connectar el galvanòmetre a 'm i n', escollim un altre punt intermedi 'd' al pont kelvin, tal com es mostra a la figura
Pont de Kelvin
El valor de la resistència es pot calcular de la manera següent
r1 / r2 = P / Q ………… (1)
R + r1 = (P / Q) * (S + r2)
Des de l'1
r 1 / (r1 + r2) = P / (P + Q)
r1 = [P / (P + Q)] .r
Ho sabem 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)
A partir de l’equació anterior, podem dir que en connectar el galvanòmetre al punt “d” no hi haurà cap efecte en la mesura del valor de resistència real, però l’únic desavantatge d’aquest procés és que és difícil d’implementar, de manera que utilitzem un pont doble Kelvin per obtenir un valor precís de baixa resistència.
Diagrama de circuits de Kelvin Double Bridge
La construcció del pont doble Kelvin és similar al pont de pedra de blat, però l’única diferència és que consta de 2 braços “P & Q”, “p & q” on el braç “p & q” està connectat a un extrem del El galvanòmetre, a “d” i “P & Q”, està connectat a un altre extrem del galvanòmetre, a “b”. Aquesta connexió minimitza l'efecte del cable de connexió i la resistència desconeguda R & una resistència estàndard S es col·loca entre 'm i n', i 'a i c'.
Circuit de pont doble Kelvin
Derivació
La relació p / q = P / Q,
Sota la condició equilibrada, el corrent en galvanòmetre = 0
Diferència de potencial en a & b = caiguda de tensió entre 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)
Quan el galvanòmetre mostra zero, llavors
( 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)]
Ho sabem P / Q = p / q
R = (P / Q) * S ... (5)
Per obtenir resultats perfectes, la relació de braços s’ha de mantenir igual i el camp electromagnètic termoelèctric induït al pont mentre es prenen lectures es pot reduir intercanviant la polaritat de la connexió. Per tant, el valor de resistència desconegut es pot obtenir dels dos braços. Normalment, mesura entre 1 i 0,00001 ohm amb una precisió de ± 0,05% a ± 0,2%, per tal d’aconseguir sensibilitat, el corrent a subministrar ha de ser gran.
Avantatges
Els avantatges són
- Pot mesurar el valor de resistència en el rang de 0,1 µA a 1,0 A.
- El consum d’energia és menor
- De construcció senzilla
- La sensibilitat és alta.
Desavantatges
Els desavantatges són
- Per saber si el pont està equilibrat o no, s’utilitza el galvanòmetre sensible.
- Per obtenir una bona sensibilitat del dispositiu, cal un corrent elevat.
- Els ajustaments manuals s'han de fer periòdicament quan sigui necessari.
Aplicacions
L’aplicació del pont doble Kelvin és
- S'utilitza per mesurar la resistència desconeguda d'un cable.
Preguntes freqüents
1). Quins són els diferents tipus de ponts?
Els ponts se solen classificar en dos tipus: pont de corrent continu (pont de Wheatstone, pont doble de Kelvin, pont de Mega Ohm) i pont de corrent altern (inductància, capacitat, freqüència).
2). Per què s’utilitza el pont doble Kelvin?
El pont doble Kelvin és una forma modificada de pont de Wheatstone, que s'utilitza per mesurar valors de resistència més baixos entre 1 i 0,00001 ohms.
3). Per què s'utilitza el pont doble Kelvin per mesurar la baixa resistència?
Mentre es mesura un valor de resistència baix, el contacte i la resistència del plom provoquen errors significatius en la lectura, per tant, per superar aquest error s’utilitza pont doble kelvin.
4). Quina diferència hi ha entre Wheatstone i Kelvin Double Bridge?
El pont de Wheatstone mesura la resistència superior o igual a 1 ohm mitjançant l'equilibri del circuit, mentre que el pont doble de Kelvin és una forma modificada de Wheatstone, que s'utilitza per mesurar valors de resistència més baixos entre 1 i 0,00001 ohms.
5). Quan el pont està equilibrat, quanta corrent circula pel galvanòmetre?
El corrent zero '0' circula pel pont quan el pont està equilibrat.
6). Quin és l’efecte de la resistència de càrrega i contacte al pont kelvin?
No hi ha cap efecte de resistència de càrrega i contacte al pont de Kelvin, ja que el pont és independent de la resistència de càrrega i contacte.
7). Quina és la precisió de Kelvin Double Bridge?
El valor de resistència desconegut es pot obtenir dels dos braços del pont doble Kelvin, normalment mesura entre 1 i 0,00001 ohm amb una precisió de ± 0,05% a ± 0,2%.
Un pont és un circuit elèctric que s’utilitza a Laborites per mesurar diversos paràmetres. Normalment es classifiquen en dos tipus que són, ponts DC (pont Wheatstone, pont doble Kelvin, pont Mega Ohm) i pont altern (inductància, capacitat, freqüència). Aquest article ofereix una visió general del pont doble de Kelvin, a pont kelvin o el pont doble kelvin és una versió modificada del pont de Wheatstone, que pot mesurar valors de resistència entre 1 i 0,00001 ohm amb una precisió de ± 0,05% a ± 0,2%. El principal avantatge d’aquest pont és que pot mesurar fins i tot un valor de resistència petit.
