電験3種「理論」のポイント その19 分流器と倍率器および抵抗測定

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電験3種「理論」のお勉強19回目のテーマは「分流器と倍率器および抵抗測定」です。

 

分流器の倍率

電流の測定範囲をn倍に拡大するために必要な分流器の値は $$\frac{r}{n-1} [Ω]$$ で求めます。

分流器を並列に接続することで、最大目盛分の電流を電流計へ、残りの電流を分流器に分流させます。

 

倍率器の倍率

電圧の測定範囲をn倍に拡大するために必要な倍率器の値は $$\frac{n-1}{r} [Ω]$$ で求めます。

倍率器を直列に接続することで、最大目盛分の電圧を電圧計へ、残りの電圧を倍率器に分圧させます。

 

ホイーストンブリッジ回路

ホイーストンブリッジは、1Ωから1MΩ程度の中抵抗の測定に使われます。

ちなみに0.1mΩから110Ω程度の電線などの低抵抗の測定には、ケルビンダブルブリッジを用います。

 

電圧降下法による接続方法

抵抗測定に用いる電圧降下法には2通りの接続方法があり、式であらわすとそれぞれ下記の要領で未知の抵抗Rxを求めます。

$$Rx=\frac{V}{rvI-V}$$

$$Rx=\frac{V}{I}-ra$$

前者はRx<<rv、後者はra<<Rxのとき、誤差が極小となります。

 

ケルビンダブルブリッジ

ケルビンダブルブリッジで未知の抵抗Rxを求める計算は

$$Rx=\frac{P}{Q}×Rs [Ω]$$ となります。

ケルビンダブルブリッジは、未知の抵抗を接続するリード線の抵抗や接触抵抗の大きさが測定結果に影響しないので、低抵抗の測定に適しています。

 

ホイーストンブリッジとケルビンダブルブリッジの違いを把握しておくことがポイントです。

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