Vlastnosti merania malých a veľkých odporov

Odolnosť je jedným z najdôležitejších parametrov elektrický obvodurčenie činnosti akéhokoľvek okruhu alebo inštalácie.

Získanie určitých hodnôt odporu pri výrobe elektrických strojov, prístrojov, zariadení počas inštalácie a prevádzky elektrických inštalácií je predpokladom pre zabezpečenie ich normálnej prevádzky.

Niektoré odpory si zachovávajú svoju hodnotu prakticky nezmenenú, zatiaľ čo iné sú naopak veľmi náchylné na čas od času zmeny, od teploty, vlhkosti, mechanickej námahy atď. Počas inštalácie musia elektrické inštalácie nevyhnutne merať odpor.

Podmienky a požiadavky na meranie odporu sú veľmi rôznorodé. V niektorých prípadoch je potrebná vysoká presnosť, v iných, naopak, stačí zistiť približnú hodnotu odporu.

V závislosti od hodnoty elektrické odpory sú rozdelené do troch skupín:

• 1 ohm a menej – nízky odpor,

• od 1 ohmu do 0,1 Mohm - stredné odpory,

• 0,1 Mohm a viac — vysoké odpory.

Pri meraní nízkeho odporu je potrebné prijať opatrenia na elimináciu vplyvu na výsledok merania odporu spojovacích vodičov, kontaktov a termo-EMF.

Pri meraní priemerných odporov môžete ignorovať odpory spojovacích vodičov a kontaktov, môžete ignorovať vplyv izolačného odporu.

Pri meraní vysokých odporov je potrebné brať do úvahy prítomnosť objemového a povrchového odporu, vplyv teploty, vlhkosti a ďalších faktorov.

Charakteristiky merania nízkeho odporu

Do skupiny malých odporov patria: vinutia kotvy elektrických strojov, odpory ampérmetrov, bočníkov, odpory vinutí prúdových transformátorov, odpor krátkych vodičov zbernice a pod.

Pri meraní nízkych odporov treba vždy počítať s možnosťou, že odpor pripojovacích vodičov a prechodové odpory môžu ovplyvniť výsledok merania.

Odpory testovacieho vodiča sú 1 x 104 - 1 x 102 ohmov, odpor prechodu - 1 x 105 - 1 x 102 ohmov

Pri prechodových odporoch resp prechodové odpory pochopiť odpory, s ktorými sa stretáva elektrický prúd pri prechode z jedného drôtu na druhý.

Prechodové odpory závisia od veľkosti kontaktnej plochy, od jej povahy a stavu — hladká alebo drsná, čistá alebo špinavá, ako aj od hustoty kontaktu, prítlačnej sily atď.Na príklade pochopíme vplyv prechodových odporov a odporov spojovacích vodičov na výsledok merania.

Na obr. 1 je schéma na meranie odporu pomocou príkladov ampérmetrov a voltmetrov.

Ryža. 1. Nesprávna schéma zapojenia na meranie nízkeho odporu ampérmetrom a voltmetrom.

Povedzme požadovaný odpor rx — 0,1 ohm a odpor voltmetra rv = 500 ohmov. Keďže sú zapojené paralelne, potom rNS/ rv= Iv / Ix = 0, 1/500 = 0,0002, čiže prúd vo voltmetri je 0,02 % prúdu v požadovanom odpore. Takže s presnosťou 0,02% možno prúd ampérmetra považovať za rovný prúdu v požadovanom odpore.

Vydelením hodnôt voltmetra pripojeného k bodom 1, 1′ odčítania ampérmetra dostaneme: U'v / Ia = r'x = rNS + 2рNS + 2рk, kde r'x je zistená hodnota požadovaného odporu ; rpr je odpor spojovacieho vodiča; gk — kontaktný odpor.

Ak vezmeme do úvahy rNS =rk = 0,01 ohm, dostaneme výsledok merania r'x = 0,14 ohm, odkiaľ je chyba merania v dôsledku odporov spojovacích vodičov a odporov kontaktov rovná 40 % — ((0,14 — 0,1) / 0,1 )) x 100 %.

Je potrebné venovať pozornosť skutočnosti, že s poklesom požadovaného odporu sa chyba merania z vyššie uvedených dôvodov zvyšuje.

Pripojením voltmetra k prúdovým svorkám — body 2 — 2 na obr.1, teda na tie svorky odporu rx, na ktoré sú pripojené vodiče prúdového obvodu, dostaneme údaj voltmetra U «v menší ako U'v z veľkosti poklesu napätia v pripojovacích vodičoch a teda zistená hodnota požadovaného odporu rx «= U»v / Ia = rx + 2 rk bude obsahovať chybu spôsobenú len prechodovými odpormi.

Pripojením voltmetra, ako je znázornené na obr. 2, k potenciálnym svorkám umiestneným medzi súčasnými dostaneme hodnoty voltmetra U»'v je menšie ako U «v veľkosti úbytku napätia na prechodových odporoch, a teda zistená hodnota požadovaného odporu. r » 'x = U»v / Ia = rx

Ryža. 2. Správna schéma zapojenia na meranie malých odporov ampérmetrom a voltmetrom

Nájdená hodnota sa teda bude rovnať skutočnej hodnote požadovaného odporu, pretože voltmeter bude merať skutočnú hodnotu napätia na požadovanom odpore rx medzi jeho potenciálnymi svorkami.

Použitie dvoch párov svoriek, prúdových a potenciálnych, je hlavnou technikou na elimináciu vplyvu odporu spojovacích vodičov a prechodových odporov na výsledok merania malých odporov.

Charakteristika merania vysokých odporov

Zlé prúdové vodiče a izolátory majú vysoký odpor. Pri meraní odporu vodičov s nízkou elektrickou vodivosťou, izolačné materiály a výrobky z nich musia zohľadňovať faktory, ktoré môžu ovplyvniť mieru ich odolnosti.

Medzi tieto faktory patrí najmä teplota, napríklad vodivosť elektrokartónu pri teplote 20 °C je 1,64 x 10-13 1 / ohm a pri teplote 40 ° C 21,3 x 10-13 1 / ohm. Zmena teploty o 20 °C teda spôsobila 13-násobnú zmenu odporu (vodivosti)!

Čísla jasne ukazujú, aké nebezpečné je podceniť vplyv teploty na výsledky merania. Rovnako veľmi dôležitým faktorom ovplyvňujúcim veľkosť odporu je obsah vlhkosti v testovanom materiáli a vo vzduchu.

Hodnotu odporu môže ovplyvniť aj typ prúdu, ktorým sa test vykonáva, veľkosť testovaného napätia, trvanie napätia atď.

Pri meraní odporu izolačných materiálov a výrobkov z nich je potrebné vziať do úvahy aj možnosť prechodu prúdu dvoma cestami:

1) podľa objemu testovaného materiálu,

2) na povrchu testovaného materiálu.

Schopnosť materiálu viesť elektrický prúd tak či onak je charakterizovaná veľkosťou odporu, na ktorý prúd v tomto vtipe narazí.

V súlade s tým existujú dva koncepty: objemový odpor prisudzovaný 1 cm3 materiálu a povrchový odpor pripisovaný 1 cm2 povrchu materiálu.

Pre ilustráciu si uveďme príklad.

Pri meraní izolačného odporu kábla pomocou galvanometra môžu nastať veľké chyby v dôsledku toho, že galvanometer dokáže merať (obr. 3):

a) prúd Iv prechádzajúci z jadra kábla do jeho kovového plášťa cez objem izolácie (prúd Iv spôsobený objemovým odporom izolácie kábla charakterizuje izolačný odpor kábla),

b) prúd unikajúci z jadra kábla do jeho plášťa po povrchu izolačnej vrstvy (Pretože povrchový odpor závisí nielen od vlastností izolačného materiálu, ale aj od stavu jeho povrchu).

Ryža. 3. Povrchový a objemový prúd v kábli

Na elimináciu vplyvu vodivých plôch pri meraní izolačného odporu sa na izolačnú vrstvu nanesie cievka drôtu (bezpečnostný krúžok), ktorá sa zapojí podľa obr. 4.

Ryža. 4. Schéma merania objemového prúdu kábla

Potom bude prúd Is prechádzať okrem galvanometra a nebude zavádzať chyby do výsledkov merania.

Na obr. 5 je schematický diagram na určenie objemového odporu izolačného materiálu. — dosky A. Tu BB — elektródy, na ktoré je privedené napätie U, G — galvanometer merajúci prúd v dôsledku objemového odporu dosky A, V — ochranný krúžok.

Ryža. 5. Meranie objemového odporu pevného dielektrika

Na obr. 6 je schematický diagram na určenie povrchového odporu izolačného materiálu (doska A).

Ryža. 6. Meranie povrchového odporu pevného dielektrika

Pri meraní vysokých odporov treba venovať vážnu pozornosť aj izolácii samotnej meracej inštalácie, pretože inak bude galvanometrom pretekať prúd v dôsledku izolačného odporu samotnej inštalácie, čo povedie k zodpovedajúcej chybe merania.

Pred meraním sa odporúča použiť tienenie alebo vykonať kontrolu izolácie meracieho systému.