Metode 4 Wire Kelvin Part 2 | Kartanagari

Metode 4 Wire Kelvin Part 2

Misalkan kita ingin mengukur resistansi suatu komponen yang terletak cukup jauh dari ohmmeter kita . Skenario seperti itu akan bermasalah karena ohmmeter mengukur semua resistansi dalam rangkaian, yang mencakup resistansi kabel (Rwire ₎ yang menghubungkan ohmmeter ke komponen yang diukur (Rsubject ₎ :

Biasanya, hambatan kawat sangat kecil (hanya beberapa ohm per ratusan kaki, terutama bergantung pada ukuran kawat), tetapi jika kabel penghubung sangat panjang, dan/atau komponen yang akan diukur memiliki hambatan yang sangat rendah, kesalahan pengukuran yang disebabkan oleh hambatan kawat akan cukup besar.

Metode cerdik untuk mengukur hambatan suatu objek dalam situasi seperti ini melibatkan penggunaan ammeter dan voltmeter. Kita tahu dari Hukum Ohm bahwa hambatan sama dengan tegangan dibagi arus (R = E/I). Dengan demikian, kita seharusnya dapat menentukan hambatan komponen tersebut jika kita mengukur arus yang mengalir melaluinya dan tegangan yang jatuh di komponen tersebut:

Arus yang mengalir sama di semua titik dalam rangkaian, karena ini adalah rangkaian seri. Namun, karena kita hanya mengukur tegangan yang jatuh di seluruh hambatan yang diukur (dan bukan hambatan kawat), maka hambatan yang dihitung hanya menunjukkan hambatan komponen yang diukur (R_subjek ₎ saja.

Namun, tujuan kami adalah untuk mengukur hambatan objek ini dari jarak jauh , jadi voltmeter kami harus ditempatkan di suatu tempat dekat ammeter, dihubungkan melintasi hambatan objek oleh sepasang kabel lain yang memiliki hambatan:

Pada awalnya, tampaknya kita kehilangan keuntungan dari pengukuran resistansi dengan cara ini, karena voltmeter sekarang harus mengukur tegangan melalui sepasang kabel (resistif) yang panjang, sehingga menimbulkan resistansi tambahan kembali ke rangkaian pengukuran. Namun, setelah diperiksa lebih teliti, terlihat bahwa tidak ada yang hilang sama sekali, karena kabel voltmeter membawa arus yang sangat kecil . Dengan demikian, kabel panjang yang menghubungkan voltmeter melintasi resistansi yang diukur akan menurunkan tegangan dalam jumlah yang tidak signifikan, sehingga menghasilkan indikasi voltmeter yang hampir sama seperti jika dihubungkan langsung melintasi resistansi yang diukur:

Tegangan jatuh yang terjadi pada kabel utama pembawa arus tidak akan diukur oleh voltmeter, sehingga tidak memengaruhi perhitungan resistansi sama sekali. Akurasi pengukuran dapat ditingkatkan lebih lanjut jika arus voltmeter dijaga seminimal mungkin, baik dengan menggunakan gerakan berkualitas tinggi (arus skala penuh rendah) dan/atau sistem potensiometrik (keseimbangan nol).

Metode Kelvin

Metode pengukuran ini, yang menghindari kesalahan yang disebabkan oleh hambatan kawat, disebut metode Kelvin , atau metode 4 kawat . Klip penghubung khusus yang disebut klip Kelvin dibuat untuk mempermudah koneksi semacam ini melintasi hambatan yang diukur:

Pada penjepit biasa, tipe “buaya”, kedua bagian rahang terhubung secara elektrik satu sama lain, biasanya disambung pada titik engsel. Pada penjepit Kelvin, kedua bagian rahang diisolasi satu sama lain pada titik engsel, hanya bersentuhan di ujungnya tempat mereka menjepit kawat atau terminal objek yang diukur. Dengan demikian, arus yang mengalir melalui bagian rahang “C” (“arus”) tidak mengalir melalui bagian rahang “P” (“potensial,” atau tegangan ), dan tidak akan menimbulkan penurunan tegangan yang menyebabkan kesalahan di sepanjang panjangnya:

Prinsip yang sama, yaitu penggunaan titik kontak yang berbeda untuk konduksi arus dan pengukuran tegangan, digunakan pada resistor shunt presisi untuk mengukur arus dalam jumlah besar. Seperti yang telah dibahas sebelumnya, resistor shunt berfungsi sebagai perangkat pengukur arus dengan menurunkan tegangan dalam jumlah yang tepat untuk setiap ampere arus yang melewatinya, dan penurunan tegangan tersebut diukur oleh voltmeter. Dalam hal ini, resistor shunt presisi “mengubah” nilai arus menjadi nilai tegangan yang proporsional. Dengan demikian, arus dapat diukur secara akurat dengan mengukur tegangan yang jatuh di resistor shunt:

Pengukuran arus menggunakan resistor shunt dan voltmeter sangat cocok untuk aplikasi yang melibatkan arus dengan besaran yang sangat besar. Dalam aplikasi tersebut, resistansi resistor shunt kemungkinan akan berada dalam orde milliohm atau mikroohm, sehingga hanya sedikit penurunan tegangan yang terjadi pada arus penuh.

Resistansi serendah ini sebanding dengan resistansi sambungan kawat, yang berarti tegangan yang diukur di seluruh shunt tersebut harus dilakukan sedemikian rupa untuk menghindari pendeteksian tegangan yang jatuh di seluruh sambungan kawat pembawa arus, agar tidak menimbulkan kesalahan pengukuran yang besar. Agar voltmeter hanya mengukur tegangan yang jatuh oleh resistansi shunt itu sendiri, tanpa tegangan liar yang berasal dari resistansi kawat atau sambungan, shunt biasanya dilengkapi dengan empat terminal sambungan:

Hubungi tim kami jika ada kendala