Как измерить электрическое сопротивление постоянному току

Измерение электрического сопротивления

» приборы и методы измерения.

Тема: как измерить электрическое сопротивление, методы и приборы (омметр).

На любое действие в мире найдётся своё противодействие. Сфера электричества не является для этого закона исключением. Если имеется сила, упорядочивающая и толкающая электрические заряженные частиц, то найдётся явление и сила, которая этому движению будет препятствовать. Данный феномен носит названия электрического сопротивления. Именно оно стремится свести эффект сверхпроводимости к нулю. Если есть явление, значит его каким то образом можно измерить. За единицу электрического сопротивления отвечает «Ом» (названная в честь великого первооткрывателя).

Теперь давайте разберёмся, как осуществляется непосредственное измерение электрического сопротивления. Итак, нам как всегда приходит на помощь базовый закон электричества — закон Ома. Как известно, напряжение, сила тока и сопротивление очень тесно связаны между собой. При изменении хотя бы одного из этих параметров следует изменение и остальных. Если закон Ома говорит, что сила тока в электрической цепи прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорционально сопротивлению, то из данной формулы можно вычислить любую из трёх величин, зная две из них. Для измерения электрического сопротивления можно использовать принципы измерения вольтметров и амперметров. Подав на тот или иной электрический проводник определённое значение напряжения можно легко вычислить его сопротивление по возникшей силе тока.

Иными словами говоря, если проводник имеет своё внутреннее сопротивление, то при неком значении напряжения через него пройдёт определённое значение тока. На этом проводнике часть энергии электрических зарядов будет теряться, естественно на данном участке цепи появится падение напряжения, которого меньше станет в других частях электрической цепи. По данным распределениям напряжения и общего значения силы тока можно легко найти величину сопротивления. Наиболее простым прибором для измерения электрического сопротивления является электромеханический омметр. Он работает по принципу отклонения медной катушки, находящейся в электромагнитном поле, при прохождении через ней тока. Источник питание делит своё напряжение между измерительной катушкой и измеряемым сопротивлением, что и указывается стрелкой на размеченной шкале.

Современные способны измерения электрического сопротивления более инновационные. Современная электроника и цифровая техника позволили сделать такой электронный прибор как цифровой мультиметр. Он содержит в себе множество функций, среди которых имеется и измерение сопротивления. Причём данный мультиметр позволяет проводить измерения довольно в больших пределах (от нуля до сотен мегаОм). Для того, что бы произвести обычное измерение того или иного сопротивления достаточно установить переключатель мультиметра в положение «измерение сопротивления» (выбрав наиболее подходящий предел). Далее надо дотронутся щупами мельтиметра к концам измеряемого сопротивления и результат сразу отобразится на экране вашего тестера.

Учтите следующий момент, существует два вида электрического сопротивления — активное и реактивное. Активным сопротивлением принято считать то обычное электрическое сопротивление, которое существует в проводнике и независящее от типа тока (постоянное или переменное). Это сопротивление обусловлено внутренним строением кристаллической решётки имеющегося материала, его способностью проводить через себя электрические заряды. Реактивное сопротивление имеет иную природу. Оно возникает в проводниках при прохождении переменного тока. Его значение напрямую зависит не только от напряжение, но ещё и от частоты переменного тока.

Измерение электрического сопротивления постоянному току

Подразделяют сопротивления электрические условно на малые (не более 1 Ома), средние (от 1 до 10 5 Ом), и ,соответственно большие (свыше 10 5 Ом). Измерения их также могут происходить различными способами. При измерении малых – применяется метод вольтметра-амперметра, а также мостовой. Для средних применимы методы вольтметра-амперметра, мостовой (мосты одинарные), компенсационные и методы непосредственной оценки (омметры). Чтоб измерять большие сопротивления применяют мегомметры, которые реализуют метод непосредственной оценки.

Пожалуй, он самый простой для измерения средних и малых сопротивлений R.

При измерении малых R рекомендуют применять такую схему:

Потому что в данном случае IA?IR из-за большого внутреннего сопротивления вольтметра относительно R и будет выполнено равенство IV«IR. При среднем значении R рекомендована такая схема:

Из-за наличия внутренних сопротивлений в приборах возникает погрешность, что есть основным недостатком этого метода. Но при измерении малых R сопротивление вольтметра будет равно RV>100R, а для измерения средних R амперметра RA<100R, то в таком случае суммарная погрешность не будет более 1%.

Чтоб реализовать такой метод необходимо применить омметр, схема которого ниже:

Данное устройство состоит из измерительного механизма ИМ (тип механизма магнитоэлектрический), шкала которого градуируется в омах. Также существует источник питания постоянным током U и резистор добавочный Rд. К выходным зажимам А и В производят подключения измеряемого сопротивления RX. Соответственно в цепи будет протекать ток:

Где RД, RИ, RХ – добавочный резистор и сопротивления измерительного механизма и соответственно объекта, который подлежит измерению. При этом угол отклонения стрелки прибора будет равен:

Где S1 – чувствительность токового измерителя.

Если зажимы А и В разомкнуть ( ) , то угол отклонения стрелки прибора будет равен нулю ?=0, а если их закоротить (R=0), то угол отклонения будет максимален. Поэтому у омметра шкала обратная – ноль у него справа.

Омметры довольно таки удобны в практическом применении, но они имеют довольно высокую погрешность (класс точности 2,5). Это связано с нестабильностью источника питания и неравномерностью шкалы. Дабы устранить причину неравномерности шкалы в омметрах стали использовать логометрические измерительные механизмы:

Такие приборы получили название мегомметров. Для получения источника питания в мегомметрах используют небольшие генераторы напряжением до 2500 Вольт и приводящиеся в движение вручную. В электронных же мегомметрах в качестве источника могут быть использованы батарейки или же внешний источник питания, подключаемый через специальный блок питания устройства. Мегомметры применяют для измерений больших сопротивлений, таких как сопротивление изоляции проводников. Для измерений свыше 10 9 Ома применяют специальные электронные устройства, которые носят название тераомметров.

Устройства, применяемые для реализации такого измерения, именуют измерительными мостами. Четырехплечевой или одинарный мост содержит в себе две диагонали и четыре плеча:

Мост образуют три резистора, значения которых известны – R2, R3, R4 и соответственно сопротивление, значение которого необходимо измерить Rx. В одну из диагоналей моста необходимо подключить источник питания, для данного случая источник Е0 подключенный к зажимам a и b, а другую нулевой индикатор НИ (зажимы c и d), который выполняет роль указателя симметричности моста. Когда потенциалы в точках c и d будут равны, то отклонение в НИ протекает ток IНИ = 0 и его отклонение тоже равно нулю. Мост в состоянии равновесия. Будут выполнятся следующие соотношения: I1 = I2, I3 = I4, RxI1=R3I3, R2I2=R4I4. Учтя равенство токов и почленно разделив два последних уравнения получим:

Из данного выражения можем выделить искомое сопротивление:

Плечо R2 именуют плечом сравнения, а плечами отношений R3 и R4 соответственно.

Методом одинарного моста измеряют только средние сопротивления. Измерять им малые и большие сопротивления не рекомендуют. Нижний предел измерений моста (единицы Ом) ограничивается влиянием сопротивлений проводов и контактов, которые подключаются в плечо ас последовательно с объектом измерения Rх. Верхний предел (10 5 Ом) ограничен шунтирующим действием токов утечки.

Его применяют для получения повышенной точности измерения. Ниже показана схема подобной установки:

В данную схему входит компенсатор постоянного тока, двухпозиционный переключатель (П2 и П1), резистор образцовый R0, а также источник питания Е и измеряемый резистор Rх. Измеряв падение напряжения на каждом из резисторов при двух разных положениях переключателя определяют – UR0=R0I и URХ=RХI. Из этих выражений можно получить следующую формулу:

При выполнении измерений необходимо ток I поддерживать постоянным и не допускать изменения его значения, для обеспечения точности измерения.

Как измерить сопротивление мультиметром

У каждого человека хотя бы раз в жизни возникала необходимости провести те или иные измерения электрических величин. Будь то напряжение в розетке или просто проверить зарядку аккумулятора в автомобиле все мы прибегаем к помощи измерительных приборов. Во времена СССР с измерительными приборами было очень туго, достать их было очень трудно, и не все понимали, как ими пользоваться.

На сегодняшний день проблем с приобретением того или иного инструментами нет можно купить что душе угодно хоть лабораторию для измерений, как говорится – «любой каприз за ваши деньги».

Но речь в сегодняшней статье пойдет не о лаборатория для измерений (это уже на профессиональном уровне), а об обычных мультиметрах которыми так часто пользуются электрики включая меня.

Приветствую всех друзья на сайте « Электрик в доме ». Ранее я уже публиковал статьи о том как пользоваться мультиметром при проведении измерений, но ввиду того что мне приходит очень много вопросов и комментариев с просьбой рассказать как можно проверить исправность лампочки или замерить сопротивление резистора, решил опубликовать подробный материал как измерить сопротивление мультиметром.

Метод измерения электрического сопротивления – как работает прибор

Принцип, по которому выполняется измерение электрического сопротивления мультиметром, основан на самом главном законе электротехники — законе Ома. Формула известна нам из школьного курса физики, говорит следующее: сила тока, протекающая по участку цепи прямо пропорциональна напряжению (ЭДС) и обратно пропорциональна сопротивлению на этом участке I (сила тока) = U (напряжение) / R (сопротивление).

Именно по этой связи работает прибор. Зная две из величин, можно легко вычислит третью. В качестве источника напряжения используется встроенный источник (DC) питания прибора, которым является штатная батарейка напряжением 9 В.

По сути измерения выполняются косвенным методом. Если приложить к щупам прибора измеряемое сопротивление, например Rх, ток протекающий в цепи будет зависеть только от него. Зная силу тока и напряжение можно легко вычислить сопротивление.

Итак, друзья давайте поближе познакомимся с самим прибором. В моем случает это цифровой мультиметр DT9208A . В стандартном комплекте идет одна пара щупов для силовых измерений и термопара для измерения температуры, которой я еще ни разу не пользовался.

На передней панели имеется круговой переключатель. Именно с помощью этого переключателя выполняется выбор рабочего режима и диапазона измерений. Переключатель работает как «трещетка» и фиксируется в каждом новом положении.

Вся круговая панель разбита не сектора и имеет разноцветную маркировку (это в моем случае). Иногда сектора обводят отдельными линиями, как бы отделяя необходимый параметр.

Сектор измерения сопротивлений расположен вверху и разбит на семь диапазонов: 200, 2k, 20k, 200k, 2M, 20M, 200M. Приставки «k» и «M» означают кило (10 в 3-й степени) и мега (10 в 6-й степени) соответственно.

Для работы необходимо переключатель установить на нужную позицию сектора. Нас интересует сопротивление, соответственно, перед тем как измерить сопротивление мультиметром нужно выставить переключатель в сектор обозначенный значком «?».

Для удобства работы с прибором щупы имеют разную расцветку. Разницы нет, куда вставлять какой щуп но общепринятым правилом считается что черный щуп вставляется в клемму обозначенную «com» (сокращенно от common — общий), а красный щуп вставляется в клемму обозначенную «V?CX+».

Перед выполнением любых измерений необходимо проверить работоспособности самого прибора, так как может оказаться обрыв в измерительной цепи (например, плохой контакт щупов). Для этого концы щупов закорачивают между собой. Если прибор исправен и в цепи нет обрыва, то на дисплее появятся нулевые показания. Возможно, показания будут не нулевыми, а тысячные части Ом. Это связано с сопротивлением проводов измерительных проводов и переходным сопротивлением между щупами и их клеммами.

При разомкнутых щупах на дисплее будет отображаться «1» (единица) с отметкой диапазона измерений.

Такими несложными действиями выполняется подготовка мультиметра для измерения сопротивления.

Некоторые мультиметры оснащаются полезной опцией, называемой «прозвонкой». Если установить переключатель режимов работы на значок диода, при замыкании щупов звучит сигнал (зуммер). Это позволяет проверять исправность цепей и прямые переходы полупроводников сопротивлением до 50 Ом на слух, не отвлекаясь на дисплей.

С теорией ознакомились и на первый взгляд вроде бы все понятно, однако как показывает практика, именно при практических работах у людей часто возникают вопросы. Поэтому давайте попробуем провести измерения какого-нибудь элемента, например резистора.

Берем вот такой постоянный резистор. Это один из распространенных видов постоянных резисторов. Его сопротивление должно быть 50 кОм, я это точно знаю, так как покупал его в магазине. Проверяем, так ли это? Для этого прикладываем один щуп к одному концу, другой — к другому концу.

Перед тем как измерить сопротивление мультиметром необходимо выставить рабочий переключатель в нужный диапазон. На какую отметку устанавливать ползунок, если не известно номинал резистора?

Необходимо чтобы переключатель всегда находился в ближайшем большем положении измерений. Так как я заведомо знаю, что номинал резистора 50 кОм я выставляю переключатель в ближайшее большее положение , в данном случае это — 200k. Если установить переключатель в положении меньше соответствующему сопротивлению (на отметку 20k) на дисплее НЕ БУДУТ отображаться данные. Сработает внутренняя блокировка.

Это касается не только измерения сопротивлений , но и при измерении таких величин как напряжение и ток. Например если вы хотите измерить напряжение в розетке, а по шкале из рабочих диапазонов положения 200 и 750 В, переключатель необходимо установить в положение 750 В. Если установить переключатель в положение 200 В и сунуть щупы в розетку прибор от этого не повредится так как внутри имеется защитная блокировка на этот счет, но все равно вы ни каких данных не получите.

Еще один из резисторов который у меня оказался под рукой номиналом 10 Ом, давайте замерим его сопротивление.

Выставляем переключатель мультиметра на отметке 200 (это является ближайшее большее положение для данного номинала) и измеряем.

Друзья хочу отметить, что переключатель необходимо выставлять именно на ближайшее большее положение это этого будет зависеть точность измерений . Чем выше предел измерений от номинала измеряемого сопротивления, тем большую погрешность будет давать прибор.

Друзья это мы замеряли сопротивление постоянного резистора, электрическое сопротивление которого не изменятся и не может регулироваться. Давайте теперь попробуем выполнить замеры для переменного резистора.

Отличие между ними в том, что сопротивление последнего можно менять вручную переключая ползунок в нужное положение.

У меня имеется переменный резистор на 10 кОм о чем свидетельствует надпись на нем.

Как измерить сопротивление мультиметром в этом случае? Все очень просто значение 10 кОм соответствует между двумя крайними контактами. Контакт который расположен по середине является «плавающим». Если приложить щупы между крайним и средним контактом и регулировать ползунок (крутить по или против часовой стрелки), то можно увидеть, как изменяется сопротивление в зависимости от положений ползунка.

Сопротивление должно равномерно и непрерывно возрастать или уменьшаться от нуля до номинального значения. Самая частая неисправность – исчезновение контакта токосъемника при прокручивании проявится показанием «бесконечности» прибором.

А теперь давайте рассмотрим практическое применение мультиметра в бытовых условиях. Часто дома возникают такие неприятные ситуации как неисправность освещения.

Причем причина может быть самой неординарной от перегорания самой лампочки до неисправности светильника или выключателя освещения либо куда хуже повреждение в распределительной коробке.

Наиболее частые неисправности, конечно же, является перегорание лампочки, поэтому прежде чем ковырять распредкоробку, нужно проверить целостности лампочки. Визуально осмотром целостности нити не всегда удается выявить неисправность. Тем более, не обязательно может произойти перегорание нити. Реже случается короткое замыкание в цоколе и токовых вводах (электродах).

Поэтому с помощью обычного тестера можно легко проверить не только домашнюю лампу накаливания, но и фару автомобиля или мотоцикла.

Как измерить мультиметром сопротивление нити? Нужно установить минимальный предел измерения «?». Одним щупом надо прикоснуться к корпусу цоколя, другой кончик прижать к верхнему контакту цоколя.

Как можно видеть сопротивление рабочей лампы накаливания мощностью 100 Вт составляет 36,7 Ом.

Если при измерениях на дисплее мультиметра будет отображаться «1», а для аналоговых (стрелочных) приборов показание «бесконечность» это будет свидетельствовать о внутреннем обрыве/перегорании нити в лампе.

На этом все дорогие друзья, надеюсь, в данной статье был полностью раскрыт вопрос как измерить сопротивление мультиметром. Если остались вопросы задавайте их в комментариях. Если статья была для вас интересной буду признателен за репост в соц.сетях.

Как измерить электрическое сопротивление постоянному току

Выбор метода измерений зависит от ожидаемого значения измеряемого сопротивления и требуемой точности . Основными методами измерения сопротивлений постоянному току являются косвенный, метод непосредственной оценки и мостовой.

Рисунок 1. Схемы пробников для измерения больших (а) и малых (б) сопротивлений

Рисунок 2. Схемы измерения больших (а) и малых (б) сопротивлений методом амперметра — вольтметра В основных схемах косвенного метода применяют измерители напряжения и тока.

На рисунке 1, а представлена схема, пригодная для измерения сопротивлений одного порядка со входным сопротивлением Rв вольтметра Rн. Измерив при короткозамкнутом Rx напряжение U0, сопротивление Rх определяют по формуле Rx = Rи(U0/Ux-1).

При измерении по схеме рис. 5.1, б резисторы большого сопротивления включают последовательно с измерителем, а малого — параллельно.

Для первого случая Rx = (Rи + Rд)(Iи/Ix-1), где Iи — ток через измеритель при короткозамкнутом Rx; для второго случая

где Iи — ток через измеритель при отсутствии Rх, Rд — добавочный резистор.

Более универсален метод амперметра — вольтметра, позволяющий измерять сопротивления при определенных режимах их работы, что важно при измерении нелинейных сопротивлений (см. рис. 2).

Для схемы рис. 2, а

Относительная методическая погрешность измерения:

Для схемы рис. 2, б

Относительная методическая погрешность измерения:

Ra и Rв — сопротивления амперметра и вольтметра.

Рис. 3. Схемы омметров с последовательной (а) и параллельной (б) схемами измерения

Рис. 4. Мостовые схемы измерения сопротивлений: а — одинарный мост, б — двойной.

Из выражений для относительной погрешности видно, что схема на рис. 2, а обеспечивает меньшую погрешность при измерении больших сопротивлений, а схема на рис. 2, б — при измерении малых.

Погрешность измерения по методу амперметра-вольтметра рассчитывается по формуле

где gв, gа — классы точности вольтметра и амперметра; Uп, Iп — пределы измерений вольтметра и амперметра.

Непосредственное измерение сопротивлений постоянному току выполняется омметрами. Если значения сопротивлений более 1 Ом, применяют омметры с последовательной схемой измерения, а для измерения малых сопротивлений — с параллельной схемой. При пользовании омметром с целью компенсации изменения напряжения питания необходимо произвести установку стрелки прибора. Для последовательной схемы стрелка устанавливается на нуль при шунтированном измеряемом сопротивлений. (Шунтирование производится, как правило, специально предусмотренной в приборе кнопкой). Для параллельной схемы перед началом измерения стрелку устанавливают на отметку «∞».

Чтобы охватить диапазон малых и больших сопротивлений, строят омметры по параллельно-последовательной схеме . В этом случае имеются две шкалы отсчета Rх.

Наиболее высокая точность может быть достигнута при использовании мостового метода измерения. Средние сопротивления (10 Ом — 1 МОм) измеряют с помощью одинарного моста, а малые — с помощью двойного.

Измеряемое сопротивление Rx включают в одно из плеч моста, диагонали которого подключают соответственно к источнику питания и нуль-индикатору; в качестве последнего могут быть использованы гальвано-метр, микроамперметр с нулем посередине шкалы и др.

Рис 5. Схемы измерения больших (а) и малых (б) сопротивлений переменному току

Условие равновесия обоих мостов определяется выражением

Плечи R1 и R3 обычно выполняют в виде магазинов сопротивлений (магазинный мост ). С помощью R3 устанавливают ряд значений отношений R3/R2, обычно кратных 10, а с помощью R1 уравновешивают мост. Отсчет измеряемого сопротивления производится по значению, установленному ручками магазинов сопротивлений. Уравновешивание моста может также производиться плавным изменением отношения резисторов R3/R2, выполненных в виде реохорда, при определенном значении R1 (линейный мост).

Для многократных измерений степени соответствия сопротивлений некоторому заданному значению Rн применяют неуравновешенные мосты . Они уравновешиваются при Rx=Rн. По шкале индикатора можно определить отклонение Rх от Rн в процентах.

На принципе самоуравновешивания работают автоматические мосты . Напряжение, возникающее при разбалансе на концах диагонали моста, после усиления воздействует на электродвигатель, перемешивающий движок реохорда. При уравновешивании моста движок останавливается, а положение реохорда определяет значение измеряемого сопротивления .

Источники:
Измерение электрического сопротивления


измерение сопротивления, как измерить электрическое сопротивление, методы и способы измерения сопротивления электрического, омметры, мультиметры
http://electrohobby.ru/izm_el_sopr_prib_metod_iz_kks.html
Измерение электрического сопротивления постоянному току
Для измерения электрического сопротивления могут применять несколько методов, в зависимости от точности, которую необходимо обеспечить в процессе измерения.
http://elenergi.ru/izmerenie-elektricheskogo-soprotivleniya-postoyannomu-toku.html
Как измерить сопротивление мультиметром
В данной статье проведем измерение сопротивления мультиметром марки DT9208A. Для измерений будем использовать постоянный и переменный резистор. Перед тем как измерить сопротивление мультиметром необходимо выставить переключатель режимов в нужный диапазон
http://electricvdome.ru/instrument-electrica/kak-izmerit-soprotivlenie-multimetrom.html
Как измерить электрическое сопротивление постоянному току
Выбор метода измерений зависит от ожидаемого значения измеряемого сопротивления и требуемой точности. Основными методами измерения сопротивлений постоянному току являются косвенный, метод не
http://electricalschool.info/main/naladka/370-kak-izmerit-jelektricheskoe.html

COMMENTS