Características de medição de resistências pequenas e grandes

A resistência é um dos parâmetros mais importantes circuito elétricodeterminar a operação de qualquer circuito ou instalação.

A obtenção de certos valores de resistência na produção de máquinas, aparelhos, dispositivos elétricos durante a instalação e operação de instalações elétricas é um pré-requisito para garantir sua operação normal.

Algumas resistências mantêm seu valor praticamente inalterado, enquanto outras, ao contrário, são altamente suscetíveis a mudanças de tempos em tempos, de temperatura, umidade, esforço mecânico, etc. Portanto, tanto na fabricação de máquinas elétricas, aparelhos, dispositivos e in Durante a instalação, as instalações elétricas devem inevitavelmente medir a resistência.

As condições e requisitos para fazer medições de resistência são muito diversos. Em alguns casos é necessária alta precisão, em outros, ao contrário, basta encontrar um valor aproximado da resistência.

Dependendo do valor resistências elétricas estão divididos em três grupos:

• 1 ohm e menos — baixa resistência,

• de 1 ohm a 0,1 Mohm — resistências médias,

• de 0,1 Mohm e mais — altas resistências.

Ao medir baixa resistência, é necessário tomar medidas para eliminar a influência no resultado da medição da resistência dos fios de conexão, contatos e termo-EMF.

Ao medir resistências médias, você pode ignorar as resistências dos fios e contatos de conexão, pode ignorar a influência da resistência do isolamento.

Ao medir altas resistências, é necessário levar em consideração a presença de volume e resistência da superfície, a influência da temperatura, umidade e outros fatores.

Características de medição de baixa resistência

O grupo de pequenas resistências inclui: enrolamentos de armadura de máquinas elétricas, resistências de amperímetros, derivações, resistências de enrolamentos de transformadores de corrente, resistência de condutores curtos do barramento, etc.

Ao medir baixas resistências, você deve sempre levar em consideração a possibilidade de que a resistência dos fios de conexão e as resistências transitórias possam afetar o resultado da medição.

As resistências dos cabos de teste são 1 x 104 — 1 x 102 ohm, resistência de junção — 1 x 105 — 1 x 102 ohm

Em resistências transitórias ou resistências de contato compreender as resistências que uma corrente elétrica encontra ao passar de um fio para outro.

As resistências transitórias dependem do tamanho da superfície de contato, de sua natureza e condição - lisa ou áspera, limpa ou suja, bem como da densidade de contato, força de pressão, etc.Vamos entender, por exemplo, a influência das resistências de transição e resistências dos fios de ligação no resultado da medição.

Na fig. 1 é um diagrama para medir a resistência usando instrumentos de amperímetro e voltímetro de exemplo.

Arroz. 1. Esquema elétrico incorreto para medição de baixa resistência com amperímetro e voltímetro.

Diga a resistência necessária rx - 0,1 ohm e a resistência do voltímetro rv = 500 ohms. Como estão conectados em paralelo, então rNS/ rv= Iv / Ix = 0, 1/500 = 0,0002, ou seja, a corrente no voltímetro é 0,02% da corrente na resistência desejada. Assim, com uma precisão de 0,02%, a corrente do amperímetro pode ser considerada igual à corrente na resistência requerida.

Dividindo as leituras do voltímetro conectado aos pontos 1, 1' da leitura do amperímetro obtemos: U'v / Ia = r'x = rNS + 2ðNS + 2ðk, onde r'x é o valor encontrado da resistência necessária ; rpr é a resistência do fio de conexão; gk — resistência de contato.

Considerando rNS =rk = 0,01 ohm, obtemos o resultado da medição r'x = 0,14 ohm, daí o erro de medição devido às resistências dos fios de conexão e resistências de contato iguais a 40% — ((0,14 — 0,1) / 0,1 )) x 100%.

É necessário atentar para o fato de que, com a diminuição da resistência necessária, o erro de medição devido aos motivos acima aumenta.

Conectando um voltímetro aos grampos de corrente — pontos 2 — 2 na fig.1, ou seja, aos terminais de resistência rx aos quais os fios do circuito de corrente estão conectados, obtemos a leitura do voltímetro U «v menor que U'v da quantidade de queda de tensão nos fios de conexão e, portanto, o valor encontrado da resistência desejada rx «= U»v / Ia = rx + 2 rk conterá um erro devido apenas às resistências de contato.

Conectando um voltímetro como mostrado na fig. 2, para os terminais de potencial localizados entre os atuais, obtemos as leituras do voltímetro U»'v é menor que U «v do tamanho da queda de tensão nas resistências de contato e, portanto, o valor encontrado da resistência necessária r » 'x = U»v / Ia = rx

Arroz. 2. O diagrama de conexão correto para medir pequenas resistências com um amperímetro e um voltímetro

Assim, o valor encontrado será igual ao valor real da resistência necessária, pois o voltímetro medirá o valor real da tensão na resistência necessária rx entre seus terminais de potencial.

A utilização de dois pares de pinças, corrente e potencial, é a principal técnica para eliminar a influência da resistência dos fios de ligação e das resistências transitórias no resultado da medição de pequenas resistências.

Características de medição de altas resistências

Maus condutores e isoladores de corrente têm alta resistência. Ao medir a resistência de fios com baixa condutividade elétrica, materiais de isolamento e produtos feitos a partir deles devem levar em consideração fatores que podem afetar o grau de sua resistência.

Esses fatores incluem principalmente a temperatura, por exemplo, a condutividade do papelão elétrico a uma temperatura de 20 ° C é de 1,64 x 10-13 1 / ohm e a uma temperatura de 40 ° C é de 21,3 x 10-13 1 / ohm. Assim, uma mudança de temperatura de 20 °C causou uma mudança de 13 vezes na resistência (condutividade)!

Os números mostram claramente como é perigoso subestimar a influência da temperatura nos resultados da medição. Da mesma forma, um fator muito importante que afeta a magnitude da resistência é o teor de umidade do material de teste e do ar.

Além disso, o tipo de corrente com a qual o teste é realizado, a magnitude da tensão que está sendo testada, a duração da tensão, etc., podem afetar o valor da resistência.

Ao medir a resistência de materiais isolantes e produtos feitos a partir deles, a possibilidade de passagem de corrente por dois caminhos também deve ser levada em consideração:

1) pelo volume do material testado,

2) na superfície do material testado.

A capacidade de um material conduzir uma corrente elétrica de uma forma ou de outra é caracterizada pela quantidade de resistência que a corrente encontra nessa brincadeira.

Assim, existem dois conceitos: resistividade volumétrica atribuída a 1 cm3 do material e resistividade superficial atribuída a 1 cm2 da superfície do material.

Tomemos um exemplo para ilustração.

Ao medir a resistência de isolamento de um cabo usando um galvanômetro, podem ocorrer grandes erros devido ao fato de o galvanômetro poder medir (Fig. 3):

a) corrente Ivpassando do núcleo do cabo para sua bainha metálica através do volume do isolamento (a corrente Iv devido à resistência do volume do isolamento do cabo caracteriza a resistência do isolamento do cabo),

b) corrente passando do núcleo do cabo para sua bainha ao longo da superfície da camada isolante (porque a resistência da superfície depende não apenas das propriedades do material isolante, mas também do estado de sua superfície).

Arroz. 3. Corrente de superfície e volume no cabo

Para eliminar a influência de superfícies condutoras ao medir a resistência de isolamento, uma bobina de fio (anel de segurança) é aplicada à camada de isolamento, que é conectada conforme mostrado na Fig. 4.

Arroz. 4. Esquema para medir a corrente de volume do cabo

Então a corrente Is passará além do galvanômetro e não introduzirá erros nos resultados da medição.

Na fig. 5 é um diagrama esquemático para determinar a resistividade aparente de um material isolante. — placas A. Aqui BB — eletrodos aos quais a tensão U é aplicada, G — galvanômetro medindo a corrente devido à resistência de volume da placa A, V — anel protetor.

Arroz. 5. Medição da resistência volumétrica de um dielétrico sólido

Na fig. 6 é um diagrama esquemático para determinar a resistência de superfície de um material isolante (placa A).

Arroz. 6. Medição da resistência superficial de um dielétrico sólido

Ao medir altas resistências, também deve-se prestar muita atenção ao isolamento da própria instalação de medição, caso contrário, uma corrente fluirá através do galvanômetro devido à resistência de isolamento da própria instalação, o que levará a um erro correspondente na medição.

Recomenda-se usar blindagem ou realizar uma verificação de isolamento do sistema de medição antes da medição.