Metode de măsurare a rezistențelor

1.Date introductive

Orice rezistenta electrica poseda din punct de vedere al masurarii, urmatoarele caracteristici : valoarea nominala a rezistentei,toleranta,puterea de disipatie,tensiunea maxima de functionare,stabilitatea,inductanta si capa-citatea proprie,constanta de timp si frecventa proprie de rezonanta.

Tinanad seama de cele mentionate,rezistentele electrice se pot imparti in doua grupe :rezistente ideale,care in curent alternativ pot fi parcurse de curenti in faza de tensiune aplicata la bornele acestora (fig. 1,a) ;

rezistente reale la care tensiunea aplicata la borne, in curent alternativ si curentul nu mai sunt practic in faza,deoarece astfel de rezistente reprezinta un dipol care poseda elemente reactive concrete in serie sau in paralel (fig 1 ,b).

Deci, o rezistenta reala poseda o capacitate proprie (Cp) si o inductanta proprie (Lp),iar intre rezistenta si masa se formeaza capacitatile parazite C1 si C2.Datorita acestor elemente parazite,valoarea rezistentei Rp depinde de frecventa curentului care parcurge rezistenta.O rezistenta se comporta pur rezistiv si ramane constanta ca valoare,intr-o gama de frecventa extinsa pana la frecventa de rezonanta a rezistentei,calculabila cu relatia :

(Expresia 1)

Figura 1.Schema echivalenta a unei rezistente electrice:

a - rezistenta ideala b - rezistenta reala

De aceea este necesar ca rezistentele utilizate la frecvente inalte sa aiba elemente parazite Lp si Cp cat mai mici.Aceste elemente parazite se pot neglija in curent continuu,cat si in curent alternativ pana la freventa de 100…1000 Hz.

Valorile rezistentelor se masoara,in curent continuu,aplicand diferite metode in functie de tipul si marimea rezistentei de masurat.

2.Masurarea rezistentei conductoarelor metalice

2.1.Masurarea rezistentelor,in curent continuu,cu ajutorul voltmetrului si ampermetrului.

Masurarea rezistentei , in curent continuu,cu ajutorul voltmetrului si ampermetrului se poate face,in functie de modul de montaj al acestora,prin doua procedee:

-montajul aval,cand voltmetrul este conectat la bornele rezistentei de masurat,Rx,asa cum se reprezinta in figura 2a;

-montajul amonte,cand voltmetrul este conectat la bornele ansamblului format din rezistenta de masurat Rx si iszolatia ampermetrului rA,conform fig 2b.

Pentru montajul aval (fig. 2 a) masurarea rezistentei Rx se face cu relatia:

(Expresia 2)

unde:

(Expresia 3)

IV este curentul care trece prin voltmetru;

RV –rezistenta interna a voltmetrului;

U,I _valorile indicate de voltmetru respectiv ampermetrul

Eroarea de masura a rezistentei Rx,conform montajului aval,se obtine cu relatia:

(Expresia 4)

Daca se neglijeaza termenul Rx/rv se comite o eroare de metoda care este mai mica in cazul cand Rx va fi mult mai mic decat rv (al carui ordin de masurare este 102….103  ).

Pentru montajul amonte (fig. 2 b),masurarea rezistentei Rx se face cu relatia:

(Expresia 5)

Eroarea de masura a rezistentei Rx,conform montajului amonte,se obtine cu relatia:

(Expresia 6)

Daca se neglijeaza rezistenta interna a ampermetrului rA,se comite o eroare de metoda care este mica cand Rx este mai mare ca rA (al carui ordin de marime este cuprins intre 10-2  si 10 ).

In consecinta montajul aval se aplica atunci cand rezistentele au valori de cel mult 10 ,iar montajul amonte se aplica cand rezistentele supuse masurarii poseda valori de peste 10 .Respectand aceste conditii,erorile de metoda sunt de aproximativ 0,1%.

2.2. Masurarea rezistentelor prin metoda comparatiei

Aceasta metoda se bazeaza pe principiul compararii rezistentei necunoscute de masurat Rx,cu o rezistenta cunoscuta R0,de acelasi ordin de marime si parcursa de acelasi curent (fig 3).

Folosind comutatorul K2,se masoara succesiv tensiunea Ux la bornele rezistentei Rx si U0 la bornele rezistentei R0.Deoarece rezistentele Rx si R0 sunt conectate in serie,vor fi parcurse de acelasi curent I si se poate scrie ca:

(Expresia 7)

Figura 3. Schema de principiu pentru masurarea rezistentelor prin metoda comparatiei

de unde rezulta:

(Expresia 8)

Eroarea sistematica a metodei se determina cu expresia:

(Expresia 9)

si este nula daca Rx = R0.

Masurarea rezistentelor prin metoda comparatiei este indicata pentru determinarea rezistentelor mici.

2.3. Masurarea rezistentelor prin metoda substitutiei

Schema de montaj pentru aplicarea acestei metode este indicata in figura 4.

Pentru masurarea rezistentei necunoscute Rx,se comuta in prealabil comutatorul K pe contactul 1 si se masoara curentul I din circuit ; dupa aceea se comuta comutatorul K pe contactul 2 si se regleaza rezistenta etalon R0 (care este o cutie de rezistente etalon),pana cand se obtine acelasi curent I

In aceasta circumstanta,valorile celor doua rezistente sunt egale.