En bro är en elektrisk krets som består av tre grenar som är anslutna vid en gemensam punkt och den mellanliggande bryggan som finns kan justeras. De används huvudsakligen i ett elektriskt laboratorium för att mäta olika parametrar och i applikationer som filtrering, linjär och olinjär , etc. Broar klassificeras i två typer de är, DC-broar som Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge och AC-broar som Induktans, Kapacitans, Frekvens. För att mäta ett litet motståndsvärde som 1 ohm kan vi antingen använda en ohmmeter eller en Wheatstone-bro, men i ett fall där motståndsvärdet är mindre än 1 ohm blir det svårt att mäta. Därför shuntar vi ett lägre värde av de okända motstånden, 2 precisionsmotstånd och en högströmsampeter för att bilda fyra terminalmotstånd, där strömmen flyter genom kretsen, då kan spänningsfallet över motstånden mätas med en galvanometer , som tillsammans är ett fyrterminalmotstånd som kallas kelvin bridge.

Vad är Kelvin Double Bridge?

Definition: En kelvinbro eller kelvin dubbelbro är en modifierad version av Wheatstone bridge , som kan mäta motståndsvärden i området mellan 1 och 0,00001 ohm med hög noggrannhet. Det heter eftersom det använder en annan uppsättning förhållandearmar och en galvanometer för att mäta det okända motståndsvärdet. Den grundläggande driften av Kelvin dubbelbro kan förstås från den grundläggande konstruktionen och driften av kelvin bron.

Principen för Kelvin Bridge

En Wheatstone-bro används för att mäta motstånd lika med eller större än 1 - ohm, men om vi vill mäta motståndet under 1 - ohm blir det svårt eftersom ledningarna som är anslutna till galvanometern adderar motståndet hos enheten längs med ledningens motstånd som leder till variation i mätningen av det faktiska motståndets värde. För att lösa detta problem kan vi därför använda en modifierad bro som kallas kelvin bridge.

Derivation för att hitta okänt motståndsvärde

Kelvin-bron är av motstånd 'r' som förbinder 'R' (okänd motstånd ) till standardmotstånd “S”. Motståndsvärdet kan ses i galvanometern (från “m till n”). Om pekaren i galvanometern visar ”m”. Det betyder att motståndsvärdet är mindre och om pekaren visar 'n' betyder motståndsvärdet högt. Därför snarare genom att ansluta galvanometer till 'm och n' väljer vi en annan mellanliggande punkt 'd' i kelvin-bron som visas i figur

Kelvin Bridge

Motståndets värde kan beräknas enligt följande

r1 / r2 = P / Q ………… (1)

R + r1 = (P / Q) * (S + r2)

Varifrån 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)

Från ovanstående ekvation kan vi säga att genom att ansluta galvanometern vid punkt 'd' kommer det inte att finnas någon effekt vid mätningen av det faktiska motståndsvärdet, men den enda nackdelen med denna process är att den är svår att implementera, därför använder vi en Kelvin dubbelbro för att få exakt lågt motståndsvärde.

Kretsschema över Kelvin Double Bridge

Konstruktionen av Kelvin dubbelbro liknar vetestensbroen, men den enda skillnaden är att den består av två armar 'P & Q', 'p & q' där armen 'p & q' är ansluten till ena änden av galvanometer, vid “d” och “P & Q” är ansluten till en annan ände av galvanometern, vid 'b'. Denna anslutning minimerar effekten av anslutningsledningen och det okända motståndet R & ett standardmotstånd S placeras mellan ”m och n” och “a och c”.

Kelvin Double Bridge Circuit

Härledning

Förhållandet p / q = P / Q,

Under balanserat tillstånd ström i galvanometer = 0

Potentiell skillnad vid a & b = spänningsfall mellan Eamd.

“hur man väljer en kondensator ”

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)

När galvanometern visar noll då

( 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)

För att uppnå perfekta resultat bör armförhållandet hållas lika och det termoelektriska elektromagnetiska fältet som induceras i bryggan under avläsningar kan minskas genom att byta anslutningens polaritet. Därför kan det okända motståndsvärdet erhållas från de två armarna. Normalt mäter den 1 - 0,00001 ohm med en noggrannhet ± 0,05% till ± 0,2%, för att uppnå känslighet bör strömmen som ska levereras vara stor.

Fördelar

Fördelarna är

Den kan mäta motståndsvärdet i området 0,1 µA till 1,0 A.
Strömförbrukningen är mindre
Enkel konstruktion
Känsligheten är hög.

Nackdelar

Nackdelarna är

För att veta om bron är balanserad eller nej, används den känsliga galvanometern.
För att få enhetens känslighet krävs en hög ström.
Manuella justeringar görs regelbundet vid behov.

Applikationer

Tillämpningen av Kelvin dubbelbro är

Det används för att mäta en okänd resistens hos en tråd.

Vanliga frågor

1). Vilka är de olika typerna av broar?

Broar klassificeras vanligtvis i två typer de är, DC-bro (Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge) och AC-bro (Induktans, Kapacitans, Frekvens).

2). Varför används Kelvin dubbelbro?

Kelvin dubbelbrygga är en modifierad form av Wheatstone bridge, som används för att mäta lägre motståndsvärden i området 1 till 0,00001 ohm.

3). Varför används Kelvin dubbelbro för att mäta lågt motstånd?

Vid mätning av lågt motståndsvärde orsakar kontakt- och ledningsmotståndet betydande fel vid avläsning, följaktligen för att övervinna detta fel används kelvin dubbelbrygga.

4). Vad är skillnaden mellan Wheatstone och Kelvin Double Bridge?

Wheatstone Bridge mäter motståndet större än eller lika med 1 ohm genom att balansera kretsen, medan Kelvin Double Bridge är en modifierad form av Wheatstone, som används för att mäta lägre motståndsvärden i området 1 till 0,00001 ohm.

5). När bron är balanserad, hur mycket ström strömmar genom galvanometern?

'0' nollström flyter genom bron när bron är balanserad.

6). Vad är effekten av belastnings- och kontaktmotstånd i Kelvin Bridge?

Det finns ingen effekt av belastnings- och kontaktmotstånd i Kelvin-bron eftersom bron är oberoende av last- och kontaktmotstånd.

7). Vad är noggrannheten med Kelvin Double Bridge?

Det okända motståndsvärdet kan erhållas från de två armarna på Kelvin dubbelbro, vanligtvis mäter det 1- 0,00001 ohm med en noggrannhet ± 0,05% till ± 0,2%.

En brygga är en elektrisk krets som används i laboratorier för att mäta olika parametrar. De klassificeras vanligtvis i två typer de är, DC (Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge) och AC-broar (induktans, kapacitans, frekvens). Denna artikel ger en översikt över Kelvin dubbelbro, a kelvin bridge eller kelvin dubbelbro är en modifierad version av Wheatstone bridge, som kan mäta motståndsvärden i området mellan 1 och 0,00001 ohm med en noggrannhet ± 0,05% till ± 0,2%. Den största fördelen med denna bro är att den kan mäta även ett litet motståndsvärde.