En bro er en elektrisk krets som består av tre grener som er koblet sammen på et felles punkt, og den mellomliggende broen som er til stede kan justeres. De brukes hovedsakelig i et elektrisk laboratorium for måling av forskjellige parametere og i applikasjoner som filtrering, lineær og ikke-lineær , etc. Broer er klassifisert i to typer de er, DC-broer som Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge og AC-broer som Induktans, Kapasitans, Frekvens. For å måle en liten motstandsverdi som 1 ohm, kan vi enten bruke et ohmmeter eller en Wheatstone-bro, men i et tilfelle hvor motstandsverdien er mindre enn 1 ohm, vil det være vanskelig å måle. Derfor shunter vi en lavere verdi av de ukjente motstandene, 2 presisjonsmotstander og et høytstrøms amperemeter for å danne fire-terminale motstander, der strømmen strømmer gjennom kretsen, så kan spenningsfallet over motstandene måles ved hjelp galvanometer , som sammen er en fire-terminal motstand kalt kelvin bridge.
Hva er Kelvin Double Bridge?
Definisjon: En kelvin bridge eller kelvin double bridge er en modifisert versjon av Wheatstone bridge , som kan måle motstandsverdier i området mellom 1 og 0,00001 ohm med høy nøyaktighet. Den er oppkalt fordi den bruker et annet sett med forholdsarmer og et galvanometer for å måle den ukjente motstandsverdien. Den grunnleggende driften av Kelvin dobbeltbroen kan forstås ut fra den grunnleggende konstruksjonen og driften av kelvinbroen.
Prinsippet om Kelvin Bridge
En Wheatstone-bro brukes til å måle motstand lik eller større enn 1 - ohm, men hvis vi vil måle motstanden under 1 - ohm, blir det vanskelig fordi ledningene som er koblet til galvanometeret legger opp motstanden til enheten langs med ledningens motstand som fører til variasjon i måling av den faktiske verdien av motstand. Derfor, for å løse dette problemet, kan vi bruke en modifisert bro kalt kelvin bridge.
Derivasjon for å finne ukjent motstandsverdi
Kelvin-broen har motstand 'r' som forbinder 'R' (ukjent motstand ) til standard motstand “S”. Motstandsverdien kan sees i galvanometeret (fra “m til n”). Hvis pekeren i galvanometeret viser “m”. Det betyr at motstandsverdien er mindre, og hvis pekeren viser ved 'n', betyr motstandsverdien høy. Derfor snarere ved å koble galvanometer til 'm og n', velger vi et annet mellompunkt 'd' i kelvinbroen som vist i figuren.
Kelvin Bridge
Verdien av motstand kan beregnes som følger
r1 / r2 = P / Q ………… (1)
R + r1 = (P / Q) * (S + r2)
Hvor fra 1
r 1 / (r1 + r2) = P / (P + Q)
r1 = [P / (P + Q)] .r
vi vet det 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)
Fra ovenstående ligning kan vi si at ved å koble galvanometeret til punkt 'd' vil det ikke være noen effekt i målingen av den faktiske motstandsverdien, men den eneste ulempen ved denne prosessen er at den er vanskelig å implementere, derfor bruker vi en Kelvin dobbeltbro for å få nøyaktig lav motstandsverdi.
Kretsdiagram over Kelvin Double Bridge
Konstruksjonen av Kelvin dobbeltbro ligner hvetesteinbroen, men den eneste forskjellen er at den består av to armer 'P & Q', 'p & q' hvor armen 'p & q' er koblet til den ene enden av galvanometer, ved “d” og “P & Q” er koblet til en annen ende av galvanometeret, ved 'b'. Denne forbindelsen minimerer effekten av koblingsledningen og den ukjente motstanden R & en standard motstand S er plassert mellom 'm og n', og 'a og c'.
Kelvin Double Bridge Circuit
Derivasjon
Forholdet p / q = P / Q,
Under balansert tilstand strøm i galvanometer = 0
Potensiell forskjell ved a & b = spenningsfall mellom 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)
Når galvanometer viser null da
( 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)]
Vi vet det P / Q = p / q
R = (P / Q) * S ……. (5)
For å oppnå perfekte resultater, bør armforholdet holdes likt og det termoelektriske elektromagnetiske feltet indusert i broen mens du tar avlesninger, kan reduseres ved å bytte tilkoblingens polaritet. Derfor kan den ukjente motstandsverdien oppnås fra de to armene. Vanligvis måler den 1 - 0,00001 ohm med en nøyaktighet ± 0,05% til ± 0,2%, for å oppnå følsomhet bør strømmen som skal leveres være stor.
Fordeler
Fordelene er
- Den kan måle motstandsverdien i området 0,1 µA til 1,0 A.
- Strømforbruket er mindre
- Enkel i konstruksjon
- Følsomheten er høy.
Ulemper
Ulempene er
- For å vite om broen er balansert eller nei, brukes det følsomme galvanometeret.
- For å oppnå god følsomhet for enheten, kreves det høy strøm.
- Manuelle justeringer foretas med jevne mellomrom når det er nødvendig.
applikasjoner
Anvendelsen av Kelvin dobbeltbro er
- Den brukes til å måle den ukjente motstanden til en ledning.
Vanlige spørsmål
1). Hva er de forskjellige brotyper?
Broer blir vanligvis klassifisert i to typer de er, DC-bro (Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge) og AC bridge (Induktans, Kapasitans, Frekvens).
2). Hvorfor brukes Kelvin dobbeltbro?
Kelvin dobbeltbro er en modifisert form av Wheatstone bridge, som brukes til å måle lavere motstandsverdier i området 1 til 0,00001 ohm.
3). Hvorfor brukes Kelvin dobbeltbro for å måle lav motstand?
Mens man måler lav motstandsverdi, forårsaker kontakt- og blymotstanden betydelig feil ved lesing, og derfor brukes kelvin dobbeltbro for å overvinne denne feilen.
4). Hva er forskjellen mellom Wheatstone og Kelvin Double Bridge?
Wheatstone bridge måler motstanden større enn eller lik 1 ohm ved å balansere kretsen, mens Kelvin double bridge er modifisert form av Wheatstone, som brukes til å måle lavere motstandsverdier i området fra 1 til 0,00001 ohm.
5). Når broen er balansert, hvor mye strøm strømmer gjennom galvanometeret?
‘0’ null strøm strømmer gjennom broen når broen er balansert.
6). Hva er effekten av belastnings- og kontaktmotstand i Kelvin Bridge?
Det er ingen effekt av belastnings- og kontaktmotstand i Kelvin-broen, siden broen er uavhengig av last- og kontaktmotstand.
7). Hva er nøyaktigheten av Kelvin Double Bridge?
Den ukjente motstandsverdien kan oppnås fra de to armene til Kelvin dobbeltbro, og den måler typisk 1- 0,00001 ohm med en nøyaktighet ± 0,05% til ± 0,2%.
En bro er en elektrisk krets, som brukes i Laborites for å måle forskjellige parametere. De er vanligvis klassifisert i to typer de er, DC (Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge) og AC-broer (Induktans, Kapasitans, Frekvens). Denne artikkelen gir en oversikt over Kelvin dobbeltbro, a kelvin bridge eller kelvin double bridge er en modifisert versjon av Wheatstone bridge, som kan måle motstandsverdier i området mellom 1 og 0,00001 ohm med en nøyaktighet ± 0,05% til ± 0,2%. Hovedfordelen med denne broen er at den kan måle selv liten motstandsverdi.
