Pengukuran Resistansi 4-kawat

BAGIAN DAN BAHAN

• Baterai 6 volt
• Elektromagnet yang dibuat dari percobaan pada bab sebelumnya, atau gulungan kawat yang besar

Idealnya dalam percobaan ini memiliki dua meter:satu voltmeter dan satu ammeter.

Untuk eksperimen dengan anggaran terbatas, ini mungkin tidak mungkin. Apa pun ammeter yang digunakan harus mampu mengukur setidaknya beberapa ampere arus.

Baterai "lentera" 6 volt yang pada dasarnya dihubung pendek oleh seutas kabel panjang dapat menghasilkan arus sebesar ini, dan ammeter Anda harus mampu mengukurnya tanpa meniup sekring atau mengalami kerusakan lainnya. Pastikan rentang arus tertinggi pada meteran setidaknya 5 amp!

REFERENSI SILANG

Pelajaran Dalam Rangkaian Listrik , Volume 1, bab 8:“Sirkuit Pengukuran DC”

TUJUAN PEMBELAJARAN

• Untuk mengilustrasikan prinsip pengoperasian pengukuran resistansi Kelvin (4-kawat)
• Untuk mengilustrasikan cara mengukur resistansi rendah dengan peralatan uji umum

DIAGRAM SKEMATIK

ILUSTRASI

INSTRUKSI

Meskipun eksperimen ini paling baik dilakukan dengan dua meter, dan memang ditunjukkan seperti itu dalam diagram skema dan ilustrasi, satu multimeter sudah cukup.

Kebanyakan ohmmeter beroperasi berdasarkan prinsip penerapan tegangan kecil pada resistansi yang tidak diketahui (R_{tidak diketahui} ) dan menyimpulkan resistansi dari jumlah arus yang ditarik olehnya.

Kecuali dalam kasus khusus seperti megger , baik besaran tegangan maupun arus yang digunakan oleh meteran cukup kecil.

Hal ini menimbulkan masalah untuk pengukuran resistansi rendah, karena spesimen resistansi rendah mungkin memiliki nilai resistansi yang jauh lebih kecil daripada rangkaian meteran itu sendiri.

Bayangkan mencoba mengukur diameter benang kapas dengan pengukur, atau mengukur berat koin dengan timbangan yang dibuat untuk menimbang truk barang, dan Anda akan menghargai masalah yang dihadapi.

Salah satu dari banyak sumber kesalahan dalam mengukur hambatan kecil dengan ohmmeter biasa adalah hambatan dari kabel uji ohmmeter itu sendiri.

Menjadi bagian dari sirkuit pengukuran, kabel uji mungkin mengandung lebih banyak resistansi daripada resistansi benda uji, sehingga menimbulkan kesalahan pengukuran yang signifikan karena keberadaannya:

Salah satu solusi disebut Kelvin , atau 4-kawat , metode pengukuran resistansi. Ini melibatkan penggunaan ammeter dan voltmeter, menentukan resistansi spesimen dengan perhitungan Hukum Ohm.

Arus dilewatkan melalui resistansi yang tidak diketahui dan diukur. Tegangan jatuh pada resistansi diukur dengan voltmeter, dan resistansi dihitung menggunakan Hukum Ohm (R=E/I).

Resistansi yang sangat kecil dapat diukur dengan mudah dengan menggunakan arus besar, memberikan penurunan tegangan yang lebih mudah diukur untuk menyimpulkan resistansi daripada jika digunakan arus kecil.

Karena hanya voltase yang dijatuhkan oleh resistansi yang tidak diketahui yang diperhitungkan dalam perhitungan—bukan voltase yang dijatuhkan pada kabel uji ammeter atau kabel penghubung lainnya yang membawa arus utama—kesalahan yang disebabkan oleh resistansi nyasar ini sepenuhnya dihilangkan.

Pertama, pilih spesimen dengan resistansi rendah yang sesuai untuk digunakan dalam percobaan ini. Saya menyarankan kumparan elektromagnet yang ditentukan dalam bab terakhir atau gulungan kawat di mana kedua ujungnya dapat diakses. Hubungkan baterai 6 volt ke spesimen ini, dengan ammeter dihubungkan secara seri.

PERINGATAN:

Amperemeter yang digunakan harus mampu mengukur setidaknya 5 amp arus sehingga tidak akan rusak oleh (mungkin) arus tinggi yang dihasilkan dalam kondisi hubung singkat ini. Jika Anda memiliki meteran kedua, gunakan untuk mengukur tegangan di seluruh titik sambungan spesimen, seperti yang ditunjukkan pada ilustrasi, dan catat indikasi kedua meter tersebut.

Jika Anda hanya memiliki satu meter, gunakan untuk mengukur arus terlebih dahulu, merekam indikasinya secepat mungkin, kemudian segera membuka (memutus) sirkuit.

Alihkan pengukur ke mode voltase, sambungkan ke titik sambungan spesimen, dan sambungkan kembali baterai, dengan cepat mencatat indikasi voltase.

Anda tidak ingin membiarkan baterai terhubung ke spesimen lebih lama dari yang diperlukan untuk mendapatkan pengukuran meteran, karena baterai akan mulai cepat habis karena arus rangkaian yang tinggi, sehingga mengurangi akurasi pengukuran saat meteran dikonfigurasi ulang dan sirkuit ditutup sekali lagi untuk pengukuran berikutnya.

Ketika dua meter digunakan, ini bukan masalah yang signifikan, karena indikasi arus dan tegangan dapat direkam bersamaan .

Ambil pengukuran tegangan dan bagi dengan pengukuran arus. Hasil bagi akan sama dengan resistansi spesimen dalam ohm.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Penggunaan Ohmmeter Dasar