KURZUS: Elektrotechnika

MODUL: Egyenáramú hálózatok

14. lecke: Ellenállás-mérési módszerek

|  | Tanulási célok
| A lecke áttanulmányozása után Ön képes lesz:
| saját szavaival megfogalmazni az ellenállás-mérés módszereit; kiszámítani a kapcsolásban található ismeretlen ellenállás értékét.
| Tananyag
| Egy ellenállás értékét meghatározhatjuk, ha külön-külön megmérjük a rajta eső feszültséget és a rajta átfolyó áramot. Ezután az ismeretlen ellenállás értékét az ellenállás megmért feszültsége és megmért árama hányadosaként számítással határozzuk meg. Pontos mérés esetén
| R x = R s z á m í t o t t = U x I x .
14.1. ábra
| Ennek a módszernek a hibája a 14.1. ábrán követhető. Ha a voltmérőt az A jelű pontra csatlakoztatjuk, akkor hibát okoz, hogy a voltmérő az ellenállás feszültségéhez hozzáméri az ampermérőn eső feszültséget is. A mért feszültség és áram hányadosaként számított érték
| R s z á m í t o t t = U V I A = R x + R A
| Ez a módszer nagy ellenállások mérésénél használható, amikor az ampermérő ellenállása elhanyagolhatóan kicsi.
| R x >> R A
| Ha a voltmérőt a B pontra csatlakoztatjuk, akkor az okoz hibát, hogy az ampermérő a voltmérő áramát is méri. A mért feszültség és áram hányadosaként számított érték:
| R s z á m í t o t t = U V I A = R x × R V .
| Ez a módszer kis ellenállások mérésére használható, amikor a voltmérő ellenállása a mérendő ellenállás értéke mellett elhanyagolhatóan nagy.
| R x << R V
| Ha betartjuk, hogy a kis ellenállásokat az első, a nagy ellenállásokat a második kapcsolási változat szerint mérjük, akkor a mérési hiba nem lesz számottevő. (Megjegyzés: azt, hogy egy ellenállást kicsinek vagy nagynak kell tekintenünk, a jelen esetben a két műszer ellenállása dönti el. A kicsi illetve nagy minősítés határesete a voltmérő és az ampermérő ellenállásának mértani közepe, azaz a két műszer ellenállásának szorzatából vont négyzetgyök értéke.)
| Hibát okoz viszont az, hogy két műszerrel mérünk. Általában a laboratóriumi műszerek 1-3% hibával mérnek. De arra, hogy adott esetben a két műszer hibája egymást erősíti, vagy esetleg egymást gyengíti, nem tudunk választ adni.
| A két műszerrel történő mérés nehézkességét elkerülhetjük közvetlenmutató ellenállásmérővel.
| Soros közvetlenmutató ellenállásmérő
| A soros közvetlenmutató ellenállásmérő kapcsolását a 14.2.a ábrán láthatjuk.
14.2. ábra
| Ha Rx helyén rövidzár van, az árammérő műszer végkitérésbe lendül. Ha Rx helyén szakadás van, nincs zárt áramkör, a műszer alaphelyzetben marad. A skála nemlineáris, fordított (14.2.b ábra). Az átfolyó áram 0 ... Im közötti növekedése tükrözi az ismeretlen ellenállás végtelentől nulláig való csökkenését.
| Párhuzamos közvetlenmutató ellenállásmérő
| A párhuzamos közvetlenmutató ellenállásmérő kapcsolása a 14.3.a ábrán látható. Ha Rx helyén rövidzár van, a feszültségmérő műszer nyugalomban marad. Rövidzáron az átfolyó Ig áram ellenére sem esik feszültség. Ha Rx helyén szakadás van, a generátor árama az RN ellenálláson folyik keresztül. Ig és RN értékét úgy választjuk meg, hogy a feszültségmérő éppen végkitérésig térjen ki. A skála nemlineáris, egyenes (14.3.b ábra).
14.3. ábra
| A közvetlenmutató ellenállásmérőket megtaláljuk univerzális laboratóriumi kéziműszerekben, ahol üzemmódváltó kapcsolóval feszültség-, áram- és ellenállásmérő módot állíthatunk. Egy-egy üzemmódon belül pedig méréshatárváltó kapcsolóval több méréshatár közül választhatunk. A generátor, az RN normálellenállás és a mérőműszer az univerzális műszer részét képezi, azon belül kerül elhelyezésre.

|  | Ellenőrző kérdések
| 1. Mi a pontos eredménye az Ohm törvénye alapján, nagy ellenállások mérésére szolgáló kapcsolásból kapott adatokkal végzett számításnak?
| az ismeretlen ellenállás értéke,
| az ismeretlen ellenállás és az árammérő ellenállásának soros eredője,
| az ismeretlen ellenállás és az árammérő ellenállásának párhuzamos eredője,
| az ismeretlen ellenállás és a feszültségmérő ellenállásának soros eredője,
| az ismeretlen ellenállás és a feszültségmérő ellenállásának párhuzamos eredője,
| 2. Mi a pontos eredménye az Ohm törvénye alapján, kis ellenállások mérésére szolgáló kapcsolásból kapott adatokkal végzett számításnak?
| az ismeretlen ellenállás értéke,
| az ismeretlen ellenállás és az árammérő ellenállásának soros eredője,
| az ismeretlen ellenállás és az árammérő ellenállásának párhuzamos eredője,
| az ismeretlen ellenállás és a feszültségmérő ellenállásának soros eredője,
| az ismeretlen ellenállás és a feszültségmérő ellenállásának párhuzamos eredője,
| 3. Milyen a soros ellenállásmérő skálája?
| lineáris egyenes,
| lineáris fordított,
| nemlineáris egyenes,
| nemlineáris fordított.
| 4. Milyen a párhuzamos ellenállásmérő skálája?
| lineáris egyenes,
| lineáris fordított,
| nemlineáris egyenes,
| nemlineáris fordított.