Característiques de mesura de resistències petites i grans

La resistència és un dels paràmetres més importants circuit elèctricdeterminant el funcionament de qualsevol circuit o instal·lació.

L'obtenció de determinats valors de resistència en la producció de màquines, aparells i aparells elèctrics durant la instal·lació i el funcionament d'instal·lacions elèctriques és un requisit previ per garantir el seu funcionament normal.

Algunes resistències mantenen el seu valor pràcticament inalterat, mentre que d'altres, per contra, són molt susceptibles de variar de tant en tant, per temperatura, humitat, esforç mecànic, etc. Per tant, tant en la fabricació de màquines, aparells, aparells, com a Durant la instal·lació, les instal·lacions elèctriques han de mesurar inevitablement la resistència.

Les condicions i requisits per fer mesures de resistència són molt diverses. En alguns casos es requereix una gran precisió, en d'altres, per contra, n'hi ha prou amb trobar un valor aproximat de la resistència.

Segons el valor resistències elèctriques es divideixen en tres grups:

• 1 ohm i menys: baixa resistència,

• d'1 ohm a 0,1 Mohm - resistències mitjanes,

• de 0,1 Mohm i més — altes resistències.

Quan es mesura una resistència baixa, cal prendre mesures per eliminar la influència en el resultat de la mesura de la resistència dels cables de connexió, contactes i termo-EMF.

Quan mesureu les resistències mitjanes, podeu ignorar les resistències dels cables i els contactes de connexió, podeu ignorar la influència de la resistència d'aïllament.

Quan es mesuren altes resistències, cal tenir en compte la presència de resistència de volum i superfície, la influència de la temperatura, la humitat i altres factors.

Característiques de mesura de baixa resistència

El grup de resistències petites inclou: bobinats d'induït de màquines elèctriques, resistències d'amperímetres, shunts, resistències de bobinats de transformadors de corrent, resistència de conductors curts del bus, etc.

Quan mesureu resistències baixes, sempre heu de tenir en compte la possibilitat que la resistència dels cables de connexió i les resistències transitòries puguin afectar el resultat de la mesura.

Les resistències dels cables de prova són 1 x 104 - 1 x 102 ohms, la resistència de la unió - 1 x 105 - 1 x 102 ohm

A resistències transitòries o resistències de contacte entendre les resistències que troba un corrent elèctric quan passa d'un cable a un altre.

Les resistències transitòries depenen de la mida de la superfície de contacte, de la seva naturalesa i estat: llisa o rugosa, neta o bruta, així com de la densitat de contacte, força de pressió, etc.Entenem, utilitzant un exemple, la influència de les resistències de transició i les resistències dels cables de connexió en el resultat de la mesura.

A la fig. 1 és un diagrama per mesurar la resistència utilitzant exemples d'instruments d'amperímetre i voltímetre.

Arròs. 1. Diagrama de cablejat incorrecte per mesurar la baixa resistència amb amperímetre i voltímetre.

Digues que la resistència requerida rx — 0,1 ohms i la resistència del voltímetre rv = 500 ohms. Com que estan connectats en paral·lel, aleshores rNS/ rv= Iv / Ix = 0, 1/500 = 0,0002, és a dir, el corrent al voltímetre és el 0,02% del corrent a la resistència desitjada. Així, amb una precisió del 0,02%, el corrent de l'amperímetre es pot considerar igual al corrent de la resistència requerida.

Dividint les lectures del voltímetre connectat als punts 1, 1′ de la lectura de l'amperímetre obtenim: U'v / Ia = r'x = rNS + 2рNS + 2рk, on r'x és el valor trobat de la resistència requerida ; rpr és la resistència del cable de connexió; gk — resistència de contacte.

Tenint en compte rNS = rk = 0,01 ohm, obtenim el resultat de la mesura r'x = 0,14 ohm, d'on l'error de mesura a causa de les resistències dels cables de connexió i les resistències de contacte iguals al 40% — ((0,14 — 0,1) / 0,1 )) x 100%.

Cal prestar atenció al fet que amb una disminució de la resistència requerida, augmenta l'error de mesura per les raons anteriors.

Connectant un voltímetre a les pinces de corrent — punts 2 — 2 de la fig.1, és a dir, a aquells terminals de resistència rx als quals estan connectats els cables del circuit de corrent, obtenim la lectura del voltímetre U «v menor que U'v a partir de la quantitat de caiguda de tensió en els cables de connexió i, per tant, la El valor trobat de la resistència desitjada rx «= U»v / Ia = rx + 2 rk contindrà un error degut només a les resistències de contacte.

Connectant un voltímetre tal com es mostra a la fig. 2, als terminals de potencial situats entre els actuals, obtenim les lectures del voltímetre U»'v és inferior a U «v de la mida de la caiguda de tensió a través de les resistències de contacte i, per tant, el valor trobat de la resistència requerida. r » 'x = U»v / Ia = rx

Arròs. 2. L'esquema de connexió correcte per mesurar petites resistències amb un amperímetre i un voltímetre

Així, el valor trobat serà igual al valor real de la resistència requerida, ja que el voltímetre mesurarà el valor real de la tensió a través de la resistència requerida rx entre els seus terminals potencials.

L'ús de dos parells de pinces, corrent i potencial, és la tècnica principal per eliminar la influència de la resistència dels cables de connexió i les resistències transitòries en el resultat de la mesura de resistències petites.

Característiques de mesurar altes resistències

Els mals conductors i aïllants de corrent tenen una alta resistència. Quan es mesura la resistència dels cables amb baixa conductivitat elèctrica, els materials d'aïllament i els productes fets amb ells han de tenir en compte factors que poden afectar el grau de la seva resistència.

Aquests factors inclouen principalment la temperatura, per exemple, la conductivitat del cartró elèctric a una temperatura de 20 ° C és de 1,64 x 10-13 1 / ohm i a una temperatura de 40 ° C 21,3 x 10-13 1 / ohm. Així, un canvi de temperatura de 20 °C va provocar un canvi de 13 vegades en la resistència (conductivitat)!

Les xifres mostren clarament com de perillós és subestimar la influència de la temperatura en els resultats de mesura. Així mateix, un factor molt important que afecta la magnitud de la resistència és el contingut d'humitat tant del material de prova com de l'aire.

També, el tipus de corrent amb què es realitza la prova, la magnitud de la tensió que s'està provant, la durada de la tensió, etc., poden afectar el valor de la resistència.

Quan es mesura la resistència dels materials aïllants i dels productes fets amb ells, també s'ha de tenir en compte la possibilitat que el corrent passi per dues vies:

1) pel volum del material provat,

2) a la superfície del material provat.

La capacitat d'un material per conduir un corrent elèctric d'una manera o altra es caracteritza per la quantitat de resistència que troba el corrent en aquesta broma.

En conseqüència, hi ha dos conceptes: resistivitat de volum atribuïda a 1 cm3 del material i resistivitat superficial atribuïda a 1 cm2 de la superfície del material.

Prenguem un exemple per il·lustrar.

Quan es mesura la resistència d'aïllament d'un cable amb un galvanòmetre, es poden produir grans errors a causa del fet que el galvanòmetre pot mesurar (Fig. 3):

a) el corrent Iv que passa des del nucli del cable a la seva funda metàl·lica a través del volum de l'aïllament (el corrent Iv a causa de la resistència de volum de l'aïllament del cable caracteritza la resistència d'aïllament del cable),

b) corrent que passa des del nucli del cable fins a la seva funda al llarg de la superfície de la capa aïllant (perquè la resistència superficial depèn no només de les propietats del material aïllant, sinó també de l'estat de la seva superfície).

Arròs. 3. Corrent de superfície i volum en el cable

Per eliminar la influència de les superfícies conductores en mesurar la resistència d'aïllament, s'aplica una bobina de filferro (anell de seguretat) a la capa d'aïllament, que es connecta tal com es mostra a la figura. 4.

Arròs. 4. Esquema per mesurar el volum de corrent del cable

Aleshores, el corrent Is passarà a més del galvanòmetre i no introduirà errors en els resultats de mesura.

A la fig. La figura 5 és un diagrama esquemàtic per determinar la resistivitat a granel d'un material aïllant. — plaques A. Aquí BB — elèctrodes als quals s'aplica la tensió U, G — galvanòmetre que mesura el corrent a causa de la resistència de volum de la placa A, V — anell protector.

Arròs. 5. Mesura de la resistència de volum d'un dielèctric sòlid

A la fig. La figura 6 és un diagrama esquemàtic per determinar la resistència superficial d'un material aïllant (placa A).

Arròs. 6. Mesura de la resistència superficial d'un dielèctric sòlid

Quan es mesuren resistències elevades, també s'ha de prestar molta atenció a l'aïllament de la pròpia instal·lació de mesura, ja que, en cas contrari, passarà un corrent pel galvanòmetre a causa de la resistència d'aïllament de la pròpia instal·lació, la qual cosa comportarà un error corresponent en la mesura.

Es recomana utilitzar blindatge o realitzar una comprovació d'aïllament del sistema de mesura abans de mesurar.