Antes de presentar El puente Kelvines muy esencial saber cuál es la necesidad de este puente, aunque tenemos El puente de Wheatstone que es capaz de medir la resistencia eléctrica con precisión (normalmente una precisión de alrededor del 0,1%).
Para entender la necesidad del puente Kelvin debemos primero reconocer 3 importantes maneras de categorizar resistencia eléctrica:
- Alta resistencia: Resistencia que es mayor de 0.1 Mega-ohm.
- Resistencia media: Resistencia que va de 1 ohmio a 0,1 megaohmio.
- Baja resistencia: Bajo esta categoría el valor de resistencia es inferior a 1 ohmio.
Ahora la lógica de hacer esta clasificación es que si queremos medir la resistencia eléctrica, tenemos que usar diferentes dispositivos para diferentes categorías. Esto significa que si el dispositivo se utiliza para medir la alta resistencia da una gran precisión, puede o no dar una precisión tan alta en la medición del bajo valor de la resistencia.
Por lo tanto, tenemos que usar nuestro cerebro para juzgar qué dispositivo debe ser usado para medir un valor particular de resistencia eléctrica. Sin embargo allí sonotro tipo de métodos también como el método de amperímetro-voltímetro, el método de sustitución, etc. pero dan grandes error en comparación con el método del puente y se evitan en la mayoría de las industrias.
Ahora recordemos de nuevo nuestra clasificación hecha arriba, a medida que nos movemos de arriba a abajo el valor de la resistencia disminuye por lo tanto, requerimos más un dispositivo preciso y exacto para medir el bajo valor de la resistencia.
Uno de los mayores inconvenientes de la El puente de Wheatstone es que aunque puede medir la resistencia de unos pocos ohm a varios megaohmios da errores significativos al medir resistencias bajas.
Por lo tanto, necesitamos alguna modificación en el propio puente de Wheatstone, y el puente modificado así obtenido es El puente Kelvinque no sólo es adecuado para medir bajo valor de la resistencia pero tiene amplia gama de aplicaciones en el mundo industrial.
Discutamos pocos términos que nos serán muy útiles para estudiar el puente Kelvin.
Puente:
Los puentes suelen constar de cuatro brazos, un detector de equilibrio y una fuente. Trabajan en el concepto de técnica de punto nulo. Son muy útiles en aplicaciones prácticas porque no hay necesidad de hacer el medidor lineal preciso con una escala exacta. No hay necesidad de medir el voltaje y actualla única necesidad es comprobar la presencia o ausencia de corriente o voltaje. Sin embargo la principal preocupación es que durante el punto nulo el medidor debe ser capaz de captar una corriente bastante pequeña. Un puente puede definirse como el divisores de voltaje en paralelo y la diferencia entre los dos divisores es nuestra salida. Es muy útil para medir componentes como resistencia eléctrica, capacitancia, inductory otros parámetros del circuito. La precisión de cualquier puente está directamente relacionada con los componentes del mismo.
Punto nulo:
Puede definirse como el punto en el que se produce la medición nula cuando la lectura de amperímetro o voltímetro es cero.
Circuito del puente Kelvin
Como hemos discutido, el puente Kelvin es un puente Wheatstone modificado y proporciona una gran precisión, especialmente en la medición de la baja resistencia. Ahora la pregunta que debe …se levantan… en nuestra mente que dónde necesitamos la modificación. La respuesta a esta pregunta es muy simple, es la porción de pistas y contactos donde debemos hacer modificación debido a esto hay un incremento en la resistencia neta.
Consideremos el puente de Wheatstone modificado o El circuito del puente Kelvin …que se indican a continuación:
Aquí, es la resistencia del plomo.
C es lo desconocido resistencia.
D es la resistencia estándar (cuyo valor se conoce).
Marquemos los dos puntos j y k. Si el galvanómetro se conecta al punto j, la resistencia t se añade a D, lo que da como resultado un valor demasiado bajo de C. Ahora, si conectamos el galvanómetro al punto k, resultaría un valor alto de resistencia desconocida C.
Conectemos el galvanómetro al punto d que está entre j y k de tal manera que d divide t en la proporción t1 y t2Ahora, de la figura anterior se puede ver que
Entonces también la presencia de t1 no causa ningún error, podemos escribir,
Por lo tanto, podemos concluir que no hay efecto de t (es decir, la resistencia de los plomos). Prácticamente es imposible que se dé esta situación, sin embargo, la simple modificación anterior sugiere que el galvanómetro puede conectarse entre estos puntos j y k para obtener el punto nulo.
Puente doble Kelvin
¿Por qué se llama doble puente? Es porque incorpora el segundo conjunto de brazos de relación como se muestra a continuación:
En este los brazos de relación p y q se utilizan para conectar el galvanómetro en el punto correcto entre j y k para eliminar el efecto de la conexión del plomo de resistencia eléctrica t. Bajo la condición de equilibrio Caída de tensión entre a y b (es decir, E) es igual a F (caída de voltaje entre a y c)
Para la desviación cero del galvanómetro, E = F
Una vez más, llegamos al mismo resultado y no tiene ningún efecto. Sin embargo La ecuación (2) es útil ya que da error cuando:
