4선 저항 측정

부품 및 재료

<울>

6볼트 배터리

이전 장의 실험으로 만든 전자석, 또는 큰 철사 스풀

이 실험에서는 2개의 미터가 있는 것이 이상적입니다. 하나는 전압계이고 다른 하나는 전류계입니다.

예산이 있는 실험자의 경우 이것이 불가능할 수 있습니다. 어떤 전류계를 사용하든 최소한 몇 암페어의 전류를 측정할 수 있어야 합니다.

긴 전선으로 본질적으로 단락된 6볼트 "랜턴" 배터리는 이 정도의 전류를 생성할 수 있으며 전류계는 퓨즈를 끊거나 다른 손상을 입히지 않고 측정할 수 있어야 합니다. 측정기의 최고 전류 범위가 최소 5암페어인지 확인하십시오!

상호 참조

전기 회로의 교훈 , 1권, 8장:"DC 측정 회로"

학습 목표

<울>

켈빈(4선) 저항 측정의 작동 원리를 설명하기 위해

일반 테스트 장비로 낮은 저항을 측정하는 방법을 설명하기 위해

개략도

그림

지침

이 실험은 2개의 미터로 가장 잘 수행되고 실제로 개략도와 그림에 나와 있지만 하나의 멀티미터로 충분합니다.

대부분의 저항계는 미지의 저항(R_unknown ) 및 그것에 의해 소비되는 전류의 양에서 저항을 추론합니다.

메거와 같은 특별한 경우를 제외하고 , 미터가 사용하는 전압 및 전류 양은 모두 매우 작습니다.

이것은 낮은 저항 시편이 미터 회로 자체보다 훨씬 작은 저항 값을 가질 수 있기 때문에 낮은 저항 측정에 문제를 나타냅니다.

잣대로 면사의 지름을 재거나 화물 트럭의 무게를 재기 위해 제작된 저울로 동전의 무게를 재는 것을 상상해 보십시오. 그러면 당면한 문제를 이해하게 될 것입니다.

일반 저항계로 작은 저항을 측정할 때 오류의 많은 원인 중 하나는 저항계 자체 테스트 리드의 저항입니다.

측정 회로의 일부인 테스트 리드는 테스트 표본의 저항보다 더 많은 저항을 포함할 수 있으며 존재로 인해 심각한 측정 오류가 발생할 수 있습니다.

한 가지 솔루션은 Kelvin입니다. , 또는 4선 , 저항 측정 방법. 전류계와 전압계를 사용하여 옴의 법칙 계산으로 시편 저항을 결정합니다.

미지의 저항에 전류를 흘려 측정합니다. 저항에 걸리는 전압은 전압계로 측정하고 저항은 옴의 법칙(R=E/I)을 사용하여 계산합니다.

아주 작은 저항은 큰 전류를 사용하여 쉽게 측정할 수 있으므로 작은 전류를 사용할 때보다 저항을 추론할 수 있는 보다 쉽게 ​​측정된 전압 강하를 제공합니다.

알 수 없는 저항에 의해 강하된 전압만 계산에 고려되기 때문에(전류계의 테스트 리드 또는 주 전류를 전달하는 다른 연결 와이어에서 강하되는 전압은 제외) 이러한 표유 저항으로 인해 발생하는 오류는 완전히 제거됩니다.

먼저, 이 실험에 사용할 적절하게 낮은 저항 시편을 선택합니다. 나는 마지막 장에 명시된 전자석 코일 또는 양쪽 끝이 접근 가능한 와이어 스풀을 제안합니다. 직렬로 연결된 전류계와 함께 6볼트 배터리를 이 표본에 연결합니다.

경고:

사용된 전류계는 이 단락에 가까운 상태에서 발생하는 (아마도) 높은 전류에 의해 손상되지 않도록 최소 5A의 전류를 측정할 수 있어야 합니다. 두 번째 미터가 있는 경우 그림과 같이 시편 연결 지점의 전압을 측정하고 두 미터의 표시를 모두 기록하는 데 사용합니다.

미터가 하나뿐인 경우 먼저 전류를 측정하는 데 사용하고 가능한 한 빨리 표시를 기록한 다음 즉시 회로를 개방(차단)하십시오.

미터를 전압 모드로 전환하고 시편의 연결 지점에 연결하고 전압 표시를 빠르게 확인하면서 배터리를 다시 연결합니다.

높은 회로 전류로 인해 배터리가 빠르게 방전되기 시작하여 미터가 재구성되고 측정 정확도가 저하될 수 있으므로 미터 측정을 수행하는 데 필요한 것보다 더 이상 배터리를 시편에 연결된 상태로 두지 마십시오. 다음 측정을 위해 회로를 다시 한 번 닫습니다.

2개의 미터를 사용하는 경우 전류 및 전압 표시가 동시에 기록될 수 있기 때문에 이는 그다지 중요한 문제가 아닙니다. .

전압 측정을 수행하고 전류 측정으로 나눕니다. 몫은 옴 단위의 시편 저항과 같습니다.

관련 워크시트:

<울>

기본 저항계 사용 워크시트