Medição de resistência de 4 fios

PEÇAS E MATERIAIS

• bateria de 6 volts
• Eletroímã feito de experimento no capítulo anterior, ou um grande carretel de fio

Seria ideal neste experimento ter dois medidores:um voltímetro e um amperímetro.

Para os experimentadores com orçamento limitado, isso pode não ser possível. Qualquer amperímetro usado deve ser capaz de medir pelo menos alguns amperes de corrente.

Uma bateria “lanterna” de 6 volts essencialmente em curto-circuito por um longo pedaço de fio pode produzir correntes dessa magnitude, e seu amperímetro precisa ser capaz de medi-las sem queimar um fusível ou sofrer outros danos. Certifique-se de que a faixa de corrente mais alta no medidor seja de pelo menos 5 amperes!



REFERÊNCIAS CRUZADAS

Aulas de circuitos elétricos , Volume 1, capítulo 8:"Circuitos de Medição DC"



OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

• Para ilustrar o princípio de operação da medição de resistência Kelvin (4 fios)
• Para ilustrar como medir baixas resistências com equipamentos de teste comuns

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO







ILUSTRAÇÃO









INSTRUÇÕES

Embora este experimento seja melhor realizado com dois medidores, e de fato seja mostrado como tal no diagrama esquemático e na ilustração, um multímetro é suficiente.

A maioria dos ohmímetros opera com base no princípio de aplicação de uma pequena tensão em uma resistência desconhecida (R _desconhecido ) e inferir a resistência da quantidade de corrente consumida por ela.

Exceto em casos especiais, como o megger , ambas as quantidades de tensão e corrente utilizadas pelo medidor são muito pequenas.

Isso representa um problema para a medição de baixas resistências, pois um espécime de baixa resistência pode ter um valor de resistência muito menor do que o próprio circuito do medidor.

Imagine tentar medir o diâmetro de um fio de algodão com uma régua ou medir o peso de uma moeda com uma balança construída para pesar caminhões de carga, e você apreciará o problema em questão.

Uma das muitas fontes de erro na medição de pequenas resistências com um ohmímetro comum é a resistência dos próprios cabos de teste do ohmímetro.

Sendo parte do circuito de medição, os cabos de teste podem conter mais resistência do que a resistência do corpo de prova, incorrendo em erros de medição significativos por sua presença:







Uma solução é chamada de Kelvin ou 4 fios , método de medição de resistência. Envolve o uso de um amperímetro e voltímetro, determinando a resistência do corpo de prova pelo cálculo da Lei de Ohm.

Uma corrente é passada pela resistência desconhecida e medida. A queda de tensão na resistência é medida pelo voltímetro e a resistência calculada usando a Lei de Ohm (R =E / I).

Resistências muito pequenas podem ser medidas facilmente usando grande corrente, fornecendo uma queda de tensão medida mais facilmente a partir da qual inferir a resistência do que se uma pequena corrente fosse usada.

Porque apenas a queda de tensão pela resistência desconhecida é fatorada no cálculo - não a queda de tensão nos cabos de teste do amperímetro ou quaisquer outros fios de conexão que transportam a corrente principal - os erros causados ​​por essas resistências parasitas são completamente eliminados.

Primeiro, selecione um espécime de baixa resistência adequado para usar neste experimento. Sugiro a bobina eletromagnética especificada no capítulo anterior ou um carretel de fio onde ambas as extremidades possam ser acessadas. Conecte uma bateria de 6 volts a este espécime, com um amperímetro conectado em série.



AVISO:

O amperímetro usado deve ser capaz de medir pelo menos 5 amperes de corrente para não ser danificado pela (possivelmente) alta corrente gerada nesta condição de quase curto-circuito. Se você tiver um segundo medidor, use-o para medir a tensão nos pontos de conexão da amostra, conforme mostrado na ilustração, e registre as indicações de ambos os medidores.

Se você tiver apenas um medidor, use-o para medir a corrente primeiro, registrando sua indicação o mais rápido possível e, em seguida, abrindo (interrompendo) o circuito imediatamente.

Mude o medidor para o modo de tensão, conecte-o aos pontos de conexão da amostra e reconecte a bateria, observando rapidamente a indicação de tensão.

Você não quer deixar a bateria conectada ao corpo de prova por mais tempo do que o necessário para obter as medições do medidor, pois ela começará a descarregar rapidamente devido à alta corrente do circuito, comprometendo assim a precisão da medição quando o medidor for reconfigurado e o circuito fechado mais uma vez para a próxima medição.

Quando dois medidores são usados, isso não é um problema tão significativo, porque as indicações de corrente e tensão podem ser gravadas simultaneamente .

Faça a medição da tensão e divida pela medição da corrente. O quociente será igual à resistência da amostra em ohms.



PLANILHAS RELACIONADAS:

• Planilha de uso do ohmímetro básico