Masurarea rezistentei electrice

Masurarea rezistentei electrice

Exista trei metode de masurat a rezistentei:

metoda indirecta a ampermetrului si voltmetrului;

metode de comparatiei;

metoda citiri directe, folosind ohmetre si megohmetre.

1. Metoda ampermetrului si voltmetrului

Deoarece se folosesc doua aparate de masurat se pune problema pozitionarii lor reciproce existand doua variante: varianta aval si varianta amonte (Fig.3.13).

Fig.3.13. Masurarea rezistentei cu montajul aval (a) si montajul amonte (b)

Daca se aplica relatia aproximativa de calcul:

(3.33)

unde U, I sunt indicatiile voltmetrului respectiv ampermetrului, atunci se comite o eroare sistematica de metoda. Notand cu R_A si cu R_V rezistentele interioare ale ampermetrului respectiv voltmetrului, atunci relatia exacta de calcul a rezistentei masurate este:

a)      pentru montajul aval

(3.34)

Eroarea sistematica de metoda comisa in acest caz este:

(3.35)

Pentru ca eroarea de masurare sa fie cat mai mica, rezistenta masurata trebuie sa fie mult mai mica decat rezistenta voltmetrului si deci montajul aval este folosit pentru masurarea rezistentelor mici.

b)      pentru montajul amonte

(3.36)

iar eroarea sistematica comisa:

(3.37)

Pentru ca eroarea de masurare sa fie cat mai mica, rezistenta masurata trebuie sa fie mult mai mare decat rezistenta ampermetrului si deci montajul amonte este folosit pentru masurarea rezistentelor mari.

2. Metode de comparatie

In acest caz, rezistenta de masurat se compara cu o rezistenta de valoare cunoscuta. Exista mai multe metode de comparatie cele mai importante fiind:

-metoda substitutiei;

-metoda compararii tensiunilor;

-metoda de punte

In Fig.3.14 este prezentata o schema de masurare ce utilizeaza metoda substitutiei.

E - sursa de tensiune continua

R₀ - rezistenta etalon variabila

K - comutator cu doua pozitii

A - ampermetru

Fig.3.14. Masurarea rezistentei prin metoda substitutiei

Cu comutatorul K pe pozitia 1 se masoara curentul prin circuit I=E/R_x. Se trece K pe pozitia 2 si se regleaza R₀ pana cand curentul prin acest circuit este egal cu curentul prin circuitul anterior, astfel incat:

si deci R_x=R₀ (3.38)

Precizia acestei metode depinde de precizia rezistentei etalon si de precizia ampermetrului.

O alta metoda de comparatie este metoda de punte. Puntea este un circuit ce contine 4 elemente (brate) dispuse intr-o schema sub forma unui patrulater. Circuitul se alimenteaza pe una dintre diagonalele patrulaterului, iar in cealalta diagonala se monteaza un indicator de nul. Cand indicatorul de nul indica zero, intre cele patru elemente ce formeaza puntea exista o relatie bine determinata, din care, cunoscand valorile a trei elemente ale puntii se deduce valoarea celui de-al patrulea.

(3.40)

Fig.3.15. Puntea Wheatstone

Aceasta metoda are avantajul unei sensibilitati si precizii ridicate, domeniu larg de utilizare si o manevrare usoara.

3. Ohmmetre si megohmmetre

Sunt aparate cu citire directa folosite la masurarea rezistentelor electrice. Dupa modul de conectare al sursei de tensiune, al ampermetrului si al rezistentei necunoscute, ohmmetrele pot fi: serie sau paralel.

In Fig.3.16 sunt prezentate schema de principiu a unui ohmmetru serie si a unui ohmmetru paralel (derivatie).

Fig.3.16. Ohmmetru: a)-serie; b)-derivatie

Functionarea ohmmetrului serie: dupa inchiderea comutatorului k, legand rezistenta de masurat R_x intre bornele A B, intensitatea curentului in circuitul ohmmetrului va fi:

Pentru R_x=0 (bornele AB scurtcircuitate):

I=I_max= (3.42)

Pentru R_x=∞ (bornele AB in gol):

I=I_min= (3.43)

Deci, pentru valori ale lui R_x cuprinse intre 0 si ∞, intensitatea curentului prin circuit variaza intre I_max si 0, scara gradata fiind inversa si puternic neliniara. Acest ohmmetru se foloseste pentru masurarea rezistentelor mari, comparabile cu suma R+R_h obtinandu-se o precizie buna in intervalul:

0,1(R+R_h)<R_x<10( R+R_h) (3.44)

Inainte de utilizare este necesar sa se regleze indicatia corespunzatoare pentru R_x=0, facand scurtcircuit intre bornele A si B. Daca acul indicator nu indica maxim (0Ω) se va regla din R_h pana cand deviatia acului indicator va fi maxima.

Functionarea ohmmetrului derivatie: dupa inchiderea comutatorului k, legand    rezistenta de masurat R_x intre bornele A B, curentul debitat de sursa E se distribuie prin ampermetru si prin R_x, cu valori invers proportionale cu rezistentele R₀ si R_x.

Pentru R_x=0 (bornele AB scurtcircuitate):

I=I_min=0 (3.45)

Pentru R_x=∞ (bornele AB in gol):

I=I_max= (3.46)

Deci, pentru valori ale lui R_x cuprinse intre 0 si ∞, intensitatea curentului prin circuit variaza intre 0 si I_max, scara gradata ne mai fiind inversa, dar ramanand foarte neuniforma.

Megohmmetrele sunt aparate cu citire directa destinate masurarii rezistentelor foarte mari. Ele functioneaza pe acelasi principiu ca ohmmetrele, cu deosebirea ca sunt alimentate de tensiuni mult mai mari, de ordinul sutelor sau miilor de volti.