Точное 4-проводное измерение сопротивления: Метод Кельвина

Детали и материалы

• 6-вольтовый фонарный аккумулятор
• Катушка электромагнита или длинная катушка провода с доступными концами
• Точный амперметр, способный измерять ≥5 А (рекомендуется)

Идеально использовать два прибора — вольтметр и амперметр. Если есть только один мультиметр, его можно использовать, переключая режимы измерения тока и напряжения, но нужно оперативно фиксировать показания, чтобы избежать разряда аккумулятора.

Перекрестные ссылки

Lessons In Electric Circuits, Volume 1, Chapter 8: «DC Metering Circuits»

Цели обучения

• Понять принцип работы Кельвиновского (4-проводного) измерения сопротивления
• Научиться точно измерять малые сопротивления с обычным тестовым оборудованием

Схема

Иллюстрация

Инструкции

Большинство омметров определяют сопротивление, подавая небольшое напряжение и измеряя возникающий ток. Для образцов с малым сопротивлением сопротивление собственных проводов прибора может доминировать, приводя к большим ошибкам. Метод Кельвина устраняет это, разделяя токовые и измерительные провода.

1. Выберите образец с малым сопротивлением — например, катушку электромагнита из предыдущей главы или катушку провода, где доступны оба конца.
2. Подключите 6-вольтовый аккумулятор к образцу. Включите амперметр последовательно с образцом для измерения текущего через него. Убедитесь, что предел амперметра установлен не менее 5 А, чтобы избежать повреждения.
3. Если есть второй прибор, переключите его в режим вольтметра и подключите к клеммам образца. Зафиксируйте показания тока и напряжения одновременно. Если прибор один, сначала запишите ток, затем немедленно разомкните цепь, переключите на измерение напряжения, снова подключите аккумулятор и запишите напряжение.
4. Рассчитайте сопротивление образца по закону Ома: R = V / I. Поскольку напряжение измеряется только на самом образце, сопротивление проводов исключается из расчета.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Амперметр должен измерять не менее 5 А, чтобы выдержать большой ток, который может течь, когда образец близок к короткому замыканию. Не оставляйте аккумулятор подключенным дольше необходимого, чтобы избежать быстрого разряда и дрейфа измерений.

Связанные рабочие листы

• Basic Ohmmeter Use Worksheet