Un puente es un circuito eléctrico que consta de tres ramales que se conectan en un punto común y el puente intermedio que está presente puede ser ajustable. Se utilizan principalmente en un laboratorio eléctrico para medir varios parámetros y en aplicaciones como filtrado, lineal y no lineal , etc. Puentes se clasifican en dos tipos: puentes de CC como el puente de Wheatstone, puente doble de Kelvin, puente de mega ohmios y puentes de CA como inductancia, capacitancia y frecuencia. Para medir un valor pequeño de resistencia como 1 ohmio, podemos usar un ohmímetro o un puente de Wheatstone, pero en un caso donde el valor de resistencia sea menor a 1 ohm, será difícil de medir. Por lo tanto, derivamos un valor más bajo de las resistencias desconocidas, 2 resistencias de precisión y un amperímetro de alta corriente para formar resistencias de cuatro terminales, donde la corriente fluye a través del circuito, luego la caída de voltaje a través de las resistencias se puede medir usando un galvanómetro , que juntos son una resistencia de cuatro terminales llamada puente kelvin.
¿Qué es Kelvin Double Bridge?
Definición: Un puente kelvin o un puente doble kelvin es una versión modificada del puente de Wheatstone , que puede medir valores de resistencia en el rango de 1 a 0,00001 ohmios con alta precisión. Se llama así porque utiliza otro conjunto de brazos de relación y un galvanómetro para medir el valor de resistencia desconocido. El funcionamiento básico del puente doble Kelvin se puede entender a partir de la construcción y el funcionamiento básicos del puente Kelvin.
Principio del puente Kelvin
Se utiliza un puente de Wheatstone para medir la resistencia igual o superior a 1 - ohm, pero si queremos medir la resistencia por debajo de 1 - ohm, se vuelve difícil porque los cables que están conectados al galvanómetro suman la resistencia del dispositivo a lo largo con la resistencia de los cables que conduce a una variación en la medición del valor real de resistencia. Por lo tanto, para superar este problema, podemos usar un puente modificado llamado puente kelvin.
Derivación para encontrar el valor de resistencia desconocido
El puente Kelvin es de resistencia 'r' que conecta 'R' (desconocido resistor ) a la resistencia estándar “S”. El valor de la resistencia se puede ver en el galvanómetro (de “ma n”). Si el puntero del galvanómetro muestra 'm'. Significa que el valor de resistencia es menor y si el puntero se muestra en 'n' significa que el valor de resistencia es alto. Por lo tanto, al conectar el galvanómetro a 'myn', elegimos otro punto intermedio 'd' en el puente kelvin como se muestra en la figura.
Puente Kelvin
El valor de la resistencia se puede calcular de la siguiente manera
r1 / r2 = P / Q ………… (1)
R + r1 = (P / Q) * (S + r2)
De donde 1
r 1 / (r1 + r2) = P / (P + Q)
r1 = [P / (P + Q)] .r
lo sabemos r1 + r2 = r
r2 = [Q / (P + Q)] .r
R + [P / (P + Q)] * r = P / Q [S + (Q / (P + Q) * r)]
R = (P / Q) * S …………. (2)
De la ecuación anterior, podemos decir que al conectar el galvanómetro en el punto 'd' no habrá efecto en la medición del valor de resistencia real, pero la única desventaja de este proceso es que es difícil de implementar, por lo que usamos un doble puente Kelvin para obtener valores precisos de baja resistencia.
Diagrama de circuito del puente doble Kelvin
La construcción del puente doble de Kelvin es similar al puente de piedra de trigo, pero la única diferencia es que consta de 2 brazos 'P & Q', 'p & q' donde el brazo 'p & q' está conectado a un extremo del El galvanómetro, en 'd' y 'P & Q' está conectado a otro extremo del galvanómetro, en 'b'. Esta conexión minimiza el efecto de conectar el cable y la resistencia desconocida R & Se coloca una resistencia estándar S entre ”my n” y “ayc”.
Circuito de puente doble Kelvin
Derivación
La relación p / q = P / Q,
En condiciones de equilibrio, corriente en galvanómetro = 0
Diferencia de potencial en a & b = caída de voltaje entre Eamd.
Eab = [P / P + Q] Eac
Eac = I [R + S + [(p + q) r] / [p + q + r]] ………… (3)
Eamd = I [R + (p / (p + q)) * {(p + q) r / (p + q + r)}]
Eac = I [p r / (p + q + r)] ……… (4)
Cuando el galvanómetro muestra cero, entonces
( P / P + Q) * I [R + (p / (p + q)) * {(p + q) r / (p + q + r)}] = I [pr / (p + q + r) ]
R = (P / R) * S + p r / (p + q + r) [(P / Q) - (p / q)]
Lo sabemos P / Q = p / q
R = (P / Q) * S ……. (5)
Para obtener resultados perfectos, la relación de brazos debe mantenerse igual y el campo electromagnético termoeléctrico inducido en el puente durante la toma de lecturas puede reducirse intercambiando la polaridad de la conexión. Por tanto, el valor de resistencia desconocido se puede obtener de los dos brazos. Por lo general, mide 1 - 0.00001 ohmios con una precisión de ± 0.05% a ± 0.2%, para lograr sensibilidad, la corriente a suministrar debe ser grande.
Ventajas
Las ventajas son
- Puede medir el valor de resistencia en el rango de 0,1 µA a 1,0 A.
- El consumo de energía es menor
- De construcción simple
- La sensibilidad es alta.
Desventajas
Las desventajas son
- Para saber si el puente está equilibrado o no, se utiliza el galvanómetro sensible.
- Para obtener una buena sensibilidad del dispositivo, se requiere una alta corriente.
- Los ajustes manuales se deben realizar periódicamente cuando sea necesario.
Aplicaciones
La aplicación del puente doble Kelvin es
- Se utiliza para medir la resistencia desconocida de un cable.
Preguntas frecuentes
1). ¿Cuáles son los diferentes tipos de puentes?
Los puentes generalmente se clasifican en dos tipos: puente de CC (puente de Wheatstone, puente doble de Kelvin, puente de mega ohmios) y puente de CA (inductancia, capacitancia, frecuencia).
2). ¿Por qué se utiliza el puente doble Kelvin?
El puente doble Kelvin es una forma modificada de puente de Wheatstone, que se utiliza para medir valores de resistencia más bajos en el rango de 1 a 0,00001 ohmios.
3). ¿Por qué se usa el doble puente Kelvin para medir la baja resistencia?
Mientras se mide un valor de resistencia bajo, la resistencia del contacto y del cable causa un error significativo en la lectura, por lo tanto, para superar este error, se utiliza el puente doble kelvin.
4). ¿Cuál es la diferencia entre Wheatstone y Kelvin Double Bridge?
El puente de Wheatstone mide la resistencia mayor o igual a 1 - ohm al equilibrar el circuito, mientras que el puente doble Kelvin es una forma modificada de Wheatstone, que se utiliza para medir valores de resistencia más bajos en el rango de 1 a 0,00001 ohmios.
5). Cuando el puente está equilibrado, ¿cuánta corriente fluye a través del galvanómetro?
'0' corriente cero fluye a través del puente cuando el puente está equilibrado.
6). ¿Cuál es el efecto de la carga y la resistencia de contacto en el puente kelvin?
No hay efecto de carga y resistencia de contacto en el puente Kelvin ya que el puente es independiente de la carga y la resistencia de contacto.
7). ¿Cuál es la precisión de Kelvin Double Bridge?
El valor de resistencia desconocido se puede obtener de los dos brazos del puente doble Kelvin, por lo general, mide de 1 a 0,00001 ohmios con una precisión de ± 0,05% a ± 0,2%.
Un puente es un circuito eléctrico que se utiliza en Laborites para medir varios parámetros. Por lo general, se clasifican en dos tipos: CC (Puente Wheatstone, Puente doble Kelvin, Puente Mega Ohm) y puentes CA (Inductancia, Capacitancia, Frecuencia). Este artículo ofrece una descripción general del puente doble Kelvin, un puente kelvin o el puente doble kelvin es una versión modificada del puente de Wheatstone, que puede medir valores de resistencia en el rango de 1 a 0,00001 ohm con una precisión de ± 0,05% a ± 0,2%. La principal ventaja de este puente es que puede medir incluso un valor de resistencia pequeño.
