Реферат: Электрическое активное сопротивление

Практически удобнее и точнее измерить сопротивление при помощи моста Уитстона (рис.1). Источник постоянного на­пряжения питает две ветви Rx , Rn и R 1 , Р 2 схемы моста. Измеряемое сопротивление Rx можно сравнить с сопротивлением Rn эта­лонного резистора изменением отношения R 1 / R 2 до тех пор, пока показание нуль- гальванометра G не станет равным нулю.

Рис. 1. Мост Уитстона для измерения сопро­тивлений .

При этом

Ux/Un=Rx/Rn=U 1 /U 2 =R 1 /R 2 и Rx=RnR 1 /R 2 (5)

Если Rx очень мало (в пределах 1 Ом— 10 мкОм), то переходные сопротивления сравнимы с измеряемым сопротивлением и вносят значительную погрешность в ре­зультат измерения. В этом случае применя­ют несколько более сложный мост Томсона, который также прост в эксплуатации.

Мосты Уитстона и Томсона в простом и удобном для пользования исполнении обес­печивают точность измерения порядка 1%; точность лабораторных мостов прецизион­ного исполнения достигает 10E-6 и выше. Измерительные мосты упомянутого типа могут быть выполнены с автоматическим уравновешиванием, т. е. в виде так называ­емых автоматических мостов, в которых ток I G в гальванометре вызывает срабаты­вание реверсивного двигателя, изменяюще­го отношение R 1 / R 2 до тех пор, пока оно не станет равным нулю. Такой мост может быть выполнен в виде стрелочного и циф­рового измерительного прибора, непосред­ственно определяющего Rx.

Для приближенного измерения сопротив­лений с точностью в несколько процентов применяют омметры с прямым отсчетом. Они осуществляют измерение на основе упомянутой выше зависимости между то­ком и напряжением и прямо показывают при помощи логометра (значение) R = U / I . Согласно другому способу при известном напряжении измеряют ток, причем шкалу градуируют непосредственно в омах. Ом­метры этого типа встраивают в универсаль­ные (многопредельные) приборы для изме­рения тока и напряжения.

Омметры.

Электронные омметры (подгруппа Е6) широко используются для измерения активных сопротивлений в диапазоне 10Е-4 - 10Е12 Ом при из­мерении сопротивлений резисторов, изоляции, контактов, поверхностных и объемных сопротивлений и в других случаях.

В основе большинства электронных омметров лежат достаточно простые схемы, которые приведены на рис. 2.

Если в схемах, представленных на рис. 2, исполь­зовать магнито-

Рис. 2, Последовательная (а) и параллель­ная (б) схемы омметров

электрический измерительный механизм, то при соб­людении условия U = Const показания будут определяться значе­нием измеряемого сопротивления Rx . Следовательно, шкала может быть отградуирована в единицах сопротивления.

Для последовательной схемы включения Rx (рис. 2, а)

α= SU / R + Rx ; (6)

а для параллельной схемы включения Rx (рис. 2, б)

a= SU*Rx/(RRx+R Д (R+Rx); (7)

где S = Bsw / W - чувствительность магнитоэлектрического измери­тельного механизма.

Так как все значения величин в правой части уравнений (6) и (7), кроме Rx , постоянны, то угол отклонения определяется значением Rx . Такой прибор называется омметром. Из выражений (6) и (7) следует, что шкалы омметров при обеих схемах вклю­чения неравномерны. В последовательной схеме включения в отли­чие от параллельной, нуль шкалы совмещен с максимальным углом поворота подвижной части. Омметры с последовательной схемой соединения более пригодны для измерения больших сопротивлений, а с параллельной схемой — малых. Обычно омметры выполняют в виде переносных приборов классов точности 1,5 и 2,5. В качестве источника питания применяют сухую батарею.

С течением времени напряжение батареи падает, т. е. условие U = const не выполняется. Вместо этого, трудно выполнимого на практике условия, поддерживается постоянным значение произ­ведения ВU = const, а следовательно, и SU == const. Для этого в магнитную систему прибора встраивается магнитный шунт в виде ферромагнитной пластинки переменного сечения, шунтирующей ра­бочий воздушный зазор. Пластинку можно перемещать с помощью ручки, выведенной на переднюю панель. При перемещении шунта меняется магнитная индукция В.

Для регулировки омметра с последовательной схемой включения перед измерением замыкают накоротко его зажимы с надписью « Rx », и в том случае, если стрелка не устанавливается на отметке «О», перемещают ее до этой отметки с помощью — шунта. Регулировка омметра с параллельной схемой включения производится при отключен­ном резисторе Rx. Вращением рукоятки шунта указатель устанавливают на отмётку шкалы соответствующую значению Rx= ∞ .

Необходимость установки нуля является крупным недостатком рассмотренных омметров. Этого недостатка нет у омметров с магнито­электрическим логометром.

Схема включения логометра в омметре пред­ставлена на рис. 3. В этой схеме 1 и 2— рамки логометра, обладающие сопротивлениями R 1 и R 2 ; R н и R Д — добавочные резисторы, постоянно включен­ные в схему. Так как

I 1 =U/(R 1 +R н ); I 2 =U/(R 2 +R Д +Rx), (8)

Тогда

a= F((R 2 +R Д +Rx)/(R 1 +R н ), (9)

т. е. угол отклонения определяется значением Rx и не зависит от напряжения U.

Рис. 3. Схема включения логомет­ра в омметре.

Конструктивно омметры с логометром выполняют весьма разно образно в зависимости от требуемого предела измерения, назначения (щитовой или переносный прибор) и т. п.