Značajke mjerenja malih i velikih otpora

Otpor je jedan od najvažnijih parametara strujni krugodređivanje rada bilo kojeg kruga ili instalacije.

Dobivanje određenih vrijednosti otpora u proizvodnji električnih strojeva, aparata, uređaja tijekom postavljanja i rada električnih instalacija preduvjet je za osiguranje njihovog normalnog rada.

Neki otpori zadržavaju svoju vrijednost praktički nepromijenjenom, dok su drugi, naprotiv, vrlo osjetljivi na promjene s vremena na vrijeme, od temperature, vlage, mehaničkog napora itd. Stoga, kako u proizvodnji električnih strojeva, aparata, uređaja, tako i u Tijekom postavljanja, električne instalacije moraju neizbježno mjeriti otpor.

Uvjeti i zahtjevi za izvođenje mjerenja otpora vrlo su raznoliki. U nekim slučajevima potrebna je velika točnost, u drugima, naprotiv, dovoljno je pronaći približnu vrijednost otpora.

Ovisno o vrijednosti električni otpori dijele se u tri grupe:

• 1 ohm i manje — mali otpor,

• od 1 ohma do 0,1 mohma — srednji otpori,

• od 0,1 Mohm i više — visoki otpori.

Pri mjerenju niskog otpora potrebno je poduzeti mjere za uklanjanje utjecaja na rezultat mjerenja otpora spojnih žica, kontakata i termo-EMF-a.

Kod mjerenja prosječnih otpora možete zanemariti otpore spojnih žica i kontakata, možete zanemariti utjecaj otpora izolacije.

Pri mjerenju velikih otpora potrebno je uzeti u obzir prisutnost volumenskog i površinskog otpora, utjecaj temperature, vlage i drugih čimbenika.

Karakteristike mjerenja niskog otpora

U skupinu malih otpora spadaju: armaturni namoti električnih strojeva, otpori ampermetara, šantova, otpori namota strujnih transformatora, otpori kratkih vodiča sabirnice itd.

Kod mjerenja malih otpora uvijek treba uzeti u obzir mogućnost da otpor spojnih žica i prijelazni otpori mogu utjecati na rezultat mjerenja.

Otpori ispitnog vodiča su 1 x 104 — 1 x 102 ohm, otpor spoja — 1 x 105 — 1 x 102 ohm

Kod prijelaznih otpora odn kontaktni otpori razumjeti otpore na koje nailazi električna struja pri prelasku s jedne žice na drugu.

Prijelazni otpori ovise o veličini kontaktne površine, o njezinoj prirodi i stanju — glatka ili hrapava, čista ili prljava, kao io gustoći dodira, sili pritiska itd.Razmotrimo na primjeru utjecaj prijelaznih otpora i otpora spojnih žica na rezultat mjerenja.

Na sl. Slika 1 je dijagram za mjerenje otpora pomoću primjera instrumenata ampermetra i voltmetra.

Riža. 1. Pogrešna shema ožičenja za mjerenje niskog otpora ampermetrom i voltmetrom.

Recimo da je potrebni otpor rx — 0,1 ohm i otpor voltmetra rv = 500 ohma. Pošto su spojeni paralelno, onda je rNS/ rv= Iv / Ix = 0, 1/500 = 0,0002, tj. struja u voltmetru je 0,02% struje u željenom otporu. Dakle, s točnošću od 0,02%, struja ampermetra može se smatrati jednakom struji u potrebnom otporu.

Dijeljenjem očitanja voltmetra spojenog na točke 1, 1′ očitanja ampermetra dobivamo: U'v / Ia = r'x = rNS + 2rNS + 2rk, gdje je r'x pronađena vrijednost potrebnog otpora ; rpr je otpor spojne žice; gk — kontaktni otpor.

Uzimajući u obzir rNS =rk = 0,01 ohm, dobivamo rezultat mjerenja r'x = 0,14 ohm, odakle dolazi pogreška mjerenja zbog otpora spojnih žica i kontaktnih otpora jednaka 40% — ((0,14 — 0,1) / 0,1 )) x 100%.

Potrebno je obratiti pozornost na činjenicu da se sa smanjenjem potrebnog otpora povećava pogreška mjerenja zbog gore navedenih razloga.

Spajanjem voltmetra na strujna stezaljka — točke 2 — 2 na sl.1, odnosno na one stezaljke otpora rx na koje su spojene žice strujnog kruga, dobivamo očitanje voltmetra U «v manje od U'v iz količine pada napona u spojnim žicama i prema tome pronađena vrijednost željenog otpora rx «= U»v / Ia = rx + 2 rk sadržavat će pogrešku samo zbog kontaktnih otpora.

Spajanjem voltmetra kao što je prikazano na sl. 2, potencijalnim stezaljkama koje se nalaze između strujnih, dobivamo očitanja voltmetra U»'v je manja od U«v veličine pada napona na kontaktnim otporima, pa je stoga pronađena vrijednost potrebnog otpora r » 'x = U»v / Ia = rx

Riža. 2. Pravilna shema spoja za mjerenje malih otpora ampermetrom i voltmetrom

Stoga će pronađena vrijednost biti jednaka stvarnoj vrijednosti potrebnog otpora, budući da će voltmetar mjeriti stvarnu vrijednost napona preko potrebnog otpora rx između njegovih potencijalnih priključaka.

Upotreba dva para stezaljki, strujnih i potencijalnih, glavna je tehnika za eliminiranje utjecaja otpora spojnih žica i prijelaznih otpora na rezultat mjerenja malih otpora.

Karakteristike mjerenja velikih otpora

Loši strujni vodiči i izolatori imaju veliki otpor. Pri mjerenju otpora žica s niskom električnom vodljivošću, izolacijski materijali i proizvodi od njih moraju uzeti u obzir čimbenike koji mogu utjecati na stupanj njihove otpornosti.

Ti faktori uglavnom uključuju temperaturu, na primjer vodljivost električnog kartona na temperaturi od 20 °C je 1,64 x 10-13 1 / ohm, a na temperaturi od 40 °C 21,3 x 10-13 1 / ohm. Dakle, promjena temperature od 20 °C uzrokovala je 13 puta promjenu otpora (vodljivosti)!

Brojke jasno pokazuju koliko je opasno podcjenjivati ​​utjecaj temperature na rezultate mjerenja. Isto tako, vrlo važan čimbenik koji utječe na veličinu otpora je sadržaj vlage u ispitivanom materijalu iu zraku.

Također, vrsta struje s kojom se provodi ispitivanje, veličina napona koji se ispituje, trajanje napona itd., mogu utjecati na vrijednost otpora.

Pri mjerenju otpora izolacijskih materijala i proizvoda od njih mora se uzeti u obzir i mogućnost prolaska struje kroz dva puta:

1) po volumenu ispitivanog materijala,

2) na površini ispitivanog materijala.

Sposobnost materijala da na ovaj ili onaj način provodi električnu struju karakterizirana je količinom otpora na koji struja nailazi u ovoj šali.

Sukladno tome, postoje dva koncepta: volumni otpor koji se pripisuje 1 cm3 materijala i površinski otpor koji se pripisuje 1 cm2 površine materijala.

Uzmimo primjer za ilustraciju.

Prilikom mjerenja izolacijskog otpora kabela pomoću galvanometra mogu se pojaviti velike pogreške zbog činjenice da galvanometar može mjeriti (slika 3):

a) struja Iv koja prolazi od jezgre kabela do njegovog metalnog plašta kroz volumen izolacije (struja Iv zbog volumenskog otpora izolacije kabela karakterizira izolacijski otpor kabela),

b) struja koja prolazi od jezgre kabela do njegovog omotača duž površine izolacijskog sloja (Jer površinski otpor ne ovisi samo o svojstvima izolacijskog materijala, već io stanju njegove površine).

Riža. 3. Površinska i volumna struja u kabelu

Kako bi se eliminirao utjecaj vodljivih površina pri mjerenju izolacijskog otpora, na izolacijski sloj se nanosi zavojnica žice (sigurnosni prsten) koja se spaja kao što je prikazano na sl. 4.

Riža. 4. Shema za mjerenje volumne struje kabela

Tada će struja Is prolaziti pored galvanometra i neće unositi pogreške u rezultate mjerenja.

Na sl. Slika 5 je shematski dijagram za određivanje ukupne otpornosti izolacijskog materijala. — ploče A. Ovdje BB — elektrode na koje se dovodi napon U, G — galvanometar koji mjeri struju zbog volumnog otpora ploče A, V — zaštitni prsten.

Riža. 5. Mjerenje volumnog otpora čvrstog dielektrika

Na sl. Slika 6 je shematski dijagram za određivanje površinskog otpora izolacijskog materijala (ploča A).

Riža. 6. Mjerenje površinskog otpora čvrstog dielektrika

Pri mjerenju velikih otpora mora se ozbiljno obratiti pozornost i na izolaciju same mjerne instalacije, jer će u suprotnom kroz galvanometar zbog otpora izolacije same instalacije teći struja, što će dovesti do odgovarajuće pogreške u mjerenju.

Preporuča se korištenje zaštite ili provjera izolacije mjernog sustava prije mjerenja.