Masurarea rezistentei electrice. ohmmetrul

MASURAREA REZISTENTEI ELECTRICE. OHMMETRUL

1. Rezistenta electrica :

Rezistenta electrica : R [ Ω ] este o marime fizica ce caracterizeaza proprietatea unui element de circuit de ,, a se opune" trecerii curentului electric.

Dupa acest criteriu elementele de circuit se clasifica astfel :

- conductoare, la care rezistenta electrica are valori mici ( fractiuni de Ω - Ω ). Astfel rezistenta electrica a unui conductor metalic este :

R = --- unde :

ρ [ -- ] = rezistivitatea materialului

l l [ m ] = lungimea conductorului

S [ mm ] = sectiunea conductorului

- rezistoare, la care rezistenta electrica are valori mari ( Ω - sute de kΩ ).

- dielectrici, la care rezistenta electrica are valori foarte mari ( MΩ - GΩ ).

Din acest motiv pentru masurarea rezistentei electrice exista mai multe metode de masurare :

metode directe

metode indirecte

metode de comparatie

Rezistenta electrica este o marime fizica specifica elementului de circuit si practic nu depinde de tensiunea sau intensitatea curentului.

Intre aceste marimi exista o relatie de legatura : legea lui Ohm.

2. Masurarea rezistentei electrice prin metode de comparatie :

a) Metoda substitutiei :

Este o metoda simpla, rapida si precisa. Precizia masurarii depinde de rezistenta variabila, R

Practic se pot masura rezistente de orice valoare.

Modul de lucru

- se pozitioneaza K pe pozitia 1, si se masoara curentul : I

- se comuta K pe pozitia 2, si se masoara curentul: I

- se regleaza Ro, pana cand : I = I

In acest caz rezulta: --- = --- sau: Rx = Ro

b) Metoda reducerii tensiunii la jumatate:

Este o metoda simpla, rapida si precisa. Se utilizeaza un montaj ce include :

E = sursa de tensiune continua

Ro = rezistenta variabila etalonata

Rx = rezistenta necunoscuta

V = voltmetru electronic cu impedanta de intrare mare : Rv Rx

K = intrerupator

Modul de lucru :

- se inchide K si se masoara tensiunea  U la bornele rezistentei Rx. Practic : U = E

- se deschide intrerupatorul K, si se regleaza Ro, pana cand, tensiunea : U

In acest moment : Rx = Ro

c) Metode de punte :

Cea mai utilizata este puntea Wheatstone. Aceasta se caracterizeaza prin:

- sensibilitate foarte mare

- precizie foarte mare

- domeniu larg de utilizare

- modul de lucru este relativ simplu

Puntea Wheatstone este o instalatie de masurat avand la baza un circuit cu patru laturi ( brate ).

R ; R = rezistente de raport ( cunoscute )

R = rezistenta variabila in decade etalonata ( cunoscuta )

Rx = rezistenta de masurat ( necunoscuta )

G = galvanometru ( aparat magnetoelectric foarte sensibil avand scara gradata cu zero la mijloc)

Ra = rezistenta aditionala de protectie a galvanometrului

K = intrerupator    a

K = comutator cu doua pozitii   

E = sursa de tensiune continua

R Rx

G

Ra

K

R R

Modul de lucru:

- se pune K pe pozitia 1 ( reglaj brut ), si se regleaza R pana cand : Ig = 0

- se comuta K pe pozitia 2 ( reglaj fin ), si se regleaza R astfel incat : Ig = 0

In acest moment puntea este in echilibru si : Ig = 0

Tensiunea : Uab = 0. Rezulta : R R = R Rx sau Rx = -- R

Practic : -- = 1 ; 10 ; 100 ; 1000. ( raportul rezistentelor R  ;R

Daca alegem: -- = 1 se obtine sensibilitatea maxima, si in acest caz rezulta: Rx = R

3. Masurarea rezistentei electrice prin metode indirecte :

Metoda ampermetrului si voltmetrului :

Principiul metodei are la baza legea lui Ohm : R = --

Se masoara tensiunea U [ V ] la bornele rezistentei cu voltmetrul V ;

Se masoara intensitatea curentului I [ A ] cu ampermetrul A ;

Se calculeaza rezistenta electrica cu legea lui Ohm.

Metoda are doua variante in functie de pozitia reciproca a celor doua aparate in circuit.:

a) Varianta amonte:

Metoda introduce o eroare sistematica care trebuie corectata: ε = r

Daca: Rx >> rA rezulta: Ux >> U sau : U ≈ Ux .

In acest caz se poate calcula direct rezistenta necunoscuta ( fara corectie ) : Rx = ---

Concluzie :Varianta amonte se utilizeaza pentru masurarea rezistentelor mari si foarte mari.

b) Varianta aval :

U = Ux I = Ix + Iv Rx = --- = ----- Rx = -----

I Iv

E

Rx

Daca: Rx << r , rezulta: Iv << Ix sau: I ≈ Ix

In acest caz rezistenta necunoscuta se poate calcula direct, ( fara corectie ): Rx = ---

Concluzie: Varianta aval se utilizeaza pentru masurarea rezistentelor mici.

Obs: Daca se utilizeaza un voltmetru electronic cu impedanta interna mai mare de 10 MΩ, se pot masura si rezistente de valori mai mari, cu conditia: Zv >> Rx

4. Masurarea rezistentei electrice prin metode directe:

Se face cu ajutorul unor aparate numite ohmmetre. In practica se utilizeaza mai mult, trei variante constructive:

a) Ohmmetrul serie:

R = rezistenta fixa

Rh = rezistenta variabila

Rx = rezistenta de masurat ( necunoscuta )

mA = miliampermetru magnetoelectric

E = sursa de tensiune continua: E = 1,5 - 9V

a ; b = bornele exterioare ale aparatului la care se conecteaza rezistenta necunoscuta

Distingem urmatoarele situatii:

. Rx = 0 , ( bornele a, b, in scurtcircuit ):Curentul in circuit are valoarea maxima: Imax

Acul indicator se afla la capatul din dreapta al scarii gradate, in dreptul reperului: Rx = 0.

Daca nu se afla exact in dreptul reperului zero, se ajusteaza cu ajutorul rezistentei variabile, Rh

. Rx = ∞ , ( bornele a, b, in gol ): Curentul in circuit este nul: I = 0. Acul indicator se afla la capatul din stanga al scarii gradate in dreptul reperului: Rx = ∞.

. Rx diferit de zero sau infinit: Curentul in circuit are valoarea: I = -------

Acul indicator se afla in dreptul reperului corespunzator: R = Rx .

Ohmmetrul serie are o scara gradata foarte neuniforma, de tip invers, cu zero la capatul din dreapta si infinit la capatul din stanga.

Ohmmetrul serie se utilizeaza la masurarea rezistentelor de valori mari si foarte mari.

b) Ohmmetrul derivatie:

Distingem urmatoarele situatii:

. Rx = 0, ( bornele a, b, in scurtcircuit ). Curentul in mA este nul: I = 0. Acul indicator se afla in partea stanga a scarii gradate, in dreptul reperului: Rx = 0.

. Rx = ∞, ( bornele a, b, in gol ). Curentul in mA are valoarea maxima: Imax

Acul indicator se afla in partea dreapta a scarii gradate in dreptul reperului: Rx = ∞

.Rx diferit de zero sau infinit: In acest caz exista relatia: --- = ---

Acul indicator se afla in dreptul reperului corespunzator: R = Rx

Ohmmetrul derivatie are o scara gradata normala, neuniforma, cu zero la stanga si infinit la dreapta. Aparatul se utilizeaza la masurarea rezistentelor de valori mici.

c) Megohmmetrul:

Este un aparat cu citire directa, destinat masurarii rezistentelor de izolatie, rezistente care au valori de ordinul: MΩ - sute de MΩ.

Practic are o schema de principiu asemanatoare ohmmetrului serie cu deosebirea ca este alimentat cu o tensiune de ordinul: KV - sute de KV .

Tensiunea se obtine de la un generator actionat manual, de tip magnetou, sau de la o sursa tranzistorizata de tip convertor.