Caracteristici de măsurare a rezistențelor mici și mari

Rezistența este unul dintre cei mai importanți parametri circuit electricdeterminarea funcționării oricărui circuit sau instalație.

Obținerea anumitor valori de rezistență în producția de mașini, aparate, dispozitive electrice în timpul instalării și exploatării instalațiilor electrice este o condiție prealabilă pentru asigurarea funcționării normale a acestora.

Unele rezistențe își păstrează practic valoarea neschimbată, în timp ce altele, dimpotrivă, sunt foarte susceptibile de a se modifica din când în când, din cauza temperaturii, umidității, efortului mecanic etc. Prin urmare, atât în ​​fabricarea de mașini, aparate, dispozitive electrice, cât și în În timpul instalării, instalațiile electrice trebuie inevitabil să măsoare rezistența.

Condițiile și cerințele pentru efectuarea măsurătorilor de rezistență sunt foarte diverse. În unele cazuri, este necesară o precizie ridicată, în altele, dimpotrivă, este suficient să găsiți o valoare aproximativă a rezistenței.

In functie de valoare rezistențe electrice sunt împărțite în trei grupe:

• 1 ohm și mai puțin - rezistență scăzută,

• de la 1 ohm la 0,1 Mohm - rezistențe medii,

• de 0,1 Mohm și mai mult — rezistențe ridicate.

Când se măsoară rezistența scăzută, este necesar să se ia măsuri pentru a elimina influența asupra rezultatului măsurării rezistenței firelor de conectare, contactelor și termo-EMF.

La măsurarea rezistențelor medii, puteți ignora rezistențele firelor de conectare și contactelor, puteți ignora influența rezistenței de izolație.

La măsurarea rezistențelor mari, este necesar să se țină cont de prezența rezistenței la volum și a suprafeței, influența temperaturii, umidității și a altor factori.

Caracteristici de măsurare a rezistenței scăzute

Grupul de rezistențe mici include: înfășurări de armătură ale mașinilor electrice, rezistențe ale ampermetrelor, șunturi, rezistențe ale înfășurărilor transformatoarelor de curent, rezistența conductoarelor scurte ale magistralei etc.

Când măsurați rezistențe scăzute, trebuie să țineți întotdeauna cont de posibilitatea ca rezistența firelor de conectare și rezistențele tranzitorii să afecteze rezultatul măsurării.

Rezistențele cablurilor de testare sunt 1 x 104 — 1 x 102 ohm, rezistența joncțiunii — 1 x 105 — 1 x 102 ohm

La rezistenţe tranzitorii sau rezistențe de contact înțelegeți rezistențele pe care le întâmpină un curent electric la trecerea de la un fir la altul.

Rezistențele tranzitorii depind de mărimea suprafeței de contact, de natura și starea acesteia — netedă sau aspră, curată sau murdară, precum și de densitatea contactului, forța de presare etc.Să înțelegem, folosind un exemplu, influența rezistențelor de tranziție și a rezistențelor firelor de conectare asupra rezultatului măsurării.

În fig. 1 este o diagramă pentru măsurarea rezistenței folosind instrumente de exemplu ampermetru și voltmetru.

Orez. 1. Schema de conexiuni greșită pentru măsurarea rezistenței scăzute cu ampermetru și voltmetru.

Spuneți rezistența necesară rx — 0,1 ohmi și rezistența voltmetrului rv = 500 ohmi. Deoarece sunt conectate în paralel, atunci rNS/ rv= Iv / Ix = 0, 1/500 = 0,0002, adică curentul din voltmetru este 0,02% din curentul în rezistența dorită. Astfel, cu o precizie de 0,02%, curentul ampermetrului poate fi considerat egal cu curentul în rezistența necesară.

Împărțind citirile voltmetrului conectat la punctele 1, 1′ ale citirii ampermetrului obținem: U'v / Ia = r'x = rNS + 2рNS + 2рk, unde r'x este valoarea găsită a rezistenței necesare. ; rpr este rezistența firului de legătură; gk — rezistență de contact.

Considerând rNS =rk = 0,01 ohm, obținem rezultatul măsurării r'x = 0,14 ohm, de unde eroarea de măsurare datorată rezistențelor firelor de legătură și rezistențelor de contact egale cu 40% — ((0,14 — 0,1) / 0,1 )) x 100%.

Este necesar să se acorde atenție faptului că odată cu scăderea rezistenței necesare, eroarea de măsurare din motivele de mai sus crește.

Prin conectarea unui voltmetru la clemele de curent — punctele 2 — 2 din fig.1, adică la acele terminale ale rezistenței rx la care sunt conectate firele circuitului de curent, obținem citirea voltmetrului U «v mai mică decât U'v din cantitatea de cădere de tensiune din firele de conectare și, prin urmare, valoarea gasita a rezistentei dorite rx «= U»v / Ia = rx + 2 rk va contine o eroare datorata numai rezistentelor de contact.

Prin conectarea unui voltmetru așa cum se arată în fig. 2, la bornele potențiale situate între cele curente, obținem citirile voltmetrului U»'v este mai mică decât U «v din dimensiunea căderii de tensiune pe rezistențele de contact și, prin urmare, valoarea găsită a rezistenței necesare. r » 'x = U»v / Ia = rx

Orez. 2. Schema de conectare corectă pentru măsurarea rezistențelor mici cu un ampermetru și un voltmetru

Astfel, valoarea găsită va fi egală cu valoarea reală a rezistenței necesare, deoarece voltmetrul va măsura valoarea reală a tensiunii pe rezistența necesară rx între bornele sale potențiale.

Utilizarea a două perechi de cleme, curent și potențial, este tehnica principală de eliminare a influenței rezistenței firelor de legătură și a rezistențelor tranzitorii asupra rezultatului măsurării rezistențelor mici.

Caracteristici de măsurare a rezistențelor mari

Conductoarele și izolatorii de curent prost au rezistență ridicată. La măsurarea rezistenței firelor cu conductivitate electrică scăzută, materialele de izolare si produsele realizate din acestea trebuie sa tina cont de factori care pot afecta gradul de rezistenta a acestora.

Acești factori includ în principal temperatura, de exemplu conductivitatea cartonului electric la o temperatură de 20 ° C este de 1,64 x 10-13 1 / ohm și la o temperatură de 40 ° C 21,3 x 10-13 1 / ohm. Astfel, o schimbare de temperatură de 20 °C a provocat o schimbare de 13 ori a rezistenței (conductivitate)!

Cifrele arată clar cât de periculos este să subestimați influența temperaturii asupra rezultatelor măsurătorilor. De asemenea, un factor foarte important care afectează mărimea rezistenței este conținutul de umiditate atât al materialului de testat, cât și al aerului.

De asemenea, tipul de curent cu care se efectuează testul, mărimea tensiunii testate, durata tensiunii etc., pot afecta valoarea rezistenței.

La măsurarea rezistenței materialelor izolatoare și a produselor realizate din acestea, trebuie luată în considerare și posibilitatea trecerii curentului prin două căi:

1) după volumul materialului testat,

2) pe suprafața materialului testat.

Capacitatea unui material de a conduce un curent electric într-un fel sau altul este caracterizată de cantitatea de rezistență pe care o întâlnește curentul în această glumă.

În consecință, există două concepte: rezistivitate de volum atribuită la 1 cm3 din material și rezistivitate de suprafață atribuită la 1 cm2 din suprafața materialului.

Să luăm un exemplu pentru ilustrare.

La măsurarea rezistenței de izolație a unui cablu folosind un galvanometru, pot apărea erori mari din cauza faptului că galvanometrul poate măsura (Fig. 3):

a) trecerea curentului Iv de la miezul cablului la mantaua sa metalică prin volumul izolației (curentul Iv datorat rezistenței de volum a izolației cablului caracterizează rezistența de izolație a cablului),

b) curentul E care trece de la miezul cablului la manta sa de-a lungul suprafeței stratului izolator (Deoarece rezistența suprafeței depinde nu numai de proprietățile materialului izolator, ci și de starea suprafeței acestuia).

Orez. 3. Curent de suprafață și volum în cablu

Pentru a elimina influența suprafețelor conductoare la măsurarea rezistenței de izolație, pe stratul de izolație se aplică o bobină de sârmă (inel de siguranță), care este conectată așa cum se arată în Fig. 4.

Orez. 4. Schema de masurare a curentului de volum al cablului

Apoi curentul Is va trece pe lângă galvanometru și nu va introduce erori în rezultatele măsurătorii.

În fig. 5 este o diagramă schematică pentru determinarea rezistivității în vrac a unui material izolator. — plăci A. Aici BB — electrozi cărora li se aplică tensiunea U, G — galvanometru care măsoară curentul datorat rezistenței de volum a plăcii A, V — inel de protecție.

Orez. 5. Măsurarea rezistenței de volum a unui dielectric solid

În fig. 6 este o diagramă schematică pentru determinarea rezistenței de suprafață a unui material izolator (placa A).

Orez. 6. Măsurarea rezistenței de suprafață a unui dielectric solid

La măsurarea rezistențelor mari, trebuie acordată o atenție deosebită și izolației instalației de măsurare în sine, deoarece în caz contrar, un curent va circula prin galvanometru datorită rezistenței de izolație a instalației în sine, ceea ce va duce la o eroare corespunzătoare în măsurare.

Se recomandă utilizarea ecranului sau efectuarea unei verificări a izolației sistemului de măsurare înainte de măsurare.