3. Direnç Ölçümü:

Dirençleri ölçmek için çeşitli yöntemler kullanılır. Piyasadaki dirençler değerlerine göre aşağıdaki sınıflara ayrılırlar:

1) Küçük değerli dirençler: 1 Ω ve daha küçük değerli dirençler
2) Orta değerli dirençler: 1 ile 0,1 MΩ arasındaki dirençler
3) Büyük değerli dirençler: 0,1 MΩ ve daha büyük değerli dirençler

Küçük değerli dirençlerin ölçümünde:

►Voltmetre-ampermetre yöntemi
►Potansiyometre yöntemi
►Kelvin köprüsü (Thompson köprüsü olarak da bilinir) yöntemikullanılır.

Büyük değerli dirençlerin ölçümünde aşağıdaki yöntemler kullanılır:

►Korumalı metod
►Yük kaybı metodu
►Megaohm metodu
►Meger

3.1 Orta değerli dirençlerin ölçümü

Ticari olarak piyasada en çok orta değerli dirençler bulunur. Bu kısımda orta değerli dirençlerin ölçümü anlatılacaktır.
 

Orta değerli dirençler aşağıdaki yöntemler ile ölçülebilir:

1) Ohmmetre yöntemi
2) Voltmetre-ampermetre yöntemi
3) Wheatstone yöntemi

Ohmmetre Yöntemi:

Direnç değerini ölçen ölçü aletlerine ohmmetre denir. Yalnız direnç ölçen ohmmetreler bulunduğu gibi bu işlem, birden fazla büyüklüğü ölçebilen, bu yüzden daha pratik kullanım imkanı sağlayan avometreler ile de yapılmaktadır. Ohmmetreler yapı olarak akım ölçen, döner bobinli ölçü aletleridir. Bu ölçü aletlerinin skalası akım değil de direnç (Ω) ölçecek şekilde bölmelendirilmiştir. Ohmmetreler direnç ölçmenin yanında elektrik-elektronik devrelerinde açık ve kapalı devre kontrollerinde de sıkça kullanılmaktadır.

Ohmmetreler ölçüm yapmak için mutlaka kendine ait bir enerji kaynağına ihtiyaç duyarlar. Bu gereksinim genellikle 9 V veya 1,5 V'luk pillerin seri bağlanması ile giderilir. Ohmmetre veya avometreler ile kesinlikle enerji altında direnç ölçümü yapılmaz.

Ohmmetreler veya avometreler çalışan bir cihazda ölçüm yapılırken problarının ikisinin de elle tutulmamasına dikkat edilmelidir. Bu direncin yanında vücut direncinin ölçülmesine özellikle de büyük değerli dirençlerin ölçülmesinde, değerin yanlış belirlenmesine neden olur.

Voltmetre-ampermetre Yöntemi:

Voltmetre-ampermetre yöntemi ile direnç ölçümü dolaylı ve basit bir yöntemdir. Direnç içinden geçen akım ve gerilim ölçülerek, Ohm kanununa göre direnç hesabı yapılır. Bu yöntemde kullanılan devreler Şekil 7'de gösterilmiştir. Şekil 7a'daki devrede ampermetre, dirençte akan akımı ölçtüğü halde voltmetre, direnç ve ampermetre uçlarındaki toplam gerilimi ölçer. Bundan dolayı ampermetre direnci, ölçülen direnç yanında çok küçük olduğu zaman doğru ölçme yapılır.

Ampermetre dirncinin ölçülen direnç yanında büyük olması durumunda Şekil 7b'deki devre kullanılır. Bu devredeki voltmetre direnç uçlarındaki gerilimi ölçtüğü halde ampermetreden akan akım voltmetre ve ölçünle dirençten akan akımların toplamı kadar olur. Bu durumdaki hata voltmetre direncinin çok büyük yapılması ile azaltılır. Sonuç olarak büyük değerli dirençler Şekil 7a'daki devre ile ve küçük değerli dirençler Şekil 7b'deki devre ile ölçülmelidir.

Şekil 7 Voltmetre-ampermetre yöntemi için gereken devreler a) Rx>>Ra için b) Rx>>Ra için

Ampermetrede okunan değer I ile voltmetreden okunana değer V ise dölçülen direncin yaklaşık değeri:

Voltmetre ve ampermetrenin iç dirençlerinden dolayı devreye yaptıkları etki sonucunda direncin bu yöntem ile ölçülmesinde belirli bir hata meydana gelmektedir.

(a)'daki bağlantıya göre direncin gerçek değeri:

(b)'deki bağlantıya göre direncin gerçek değeri:

Ra ve Rv, ampermetre ve voltmetrenin iç dirençleridir.

Wheatstone Köprüsü

Orta değerli dirençlerin ölçümünde yaygın olarak kullanılan yöntemlerden biri de Wheatstone köprüsüdür. Ohmmetreler %3-5 doğrulukla ölçüm yaparken Wheatstone köprüsü ile %0,1 ve daha yüksek doğrulukla ölçme yapılabilir.

Şekil 8 Wheatstone köprüsü

Bu yöntemde 3 tane sabit direnç, bir tane ayarlı direnç ve bir galvanometre kullanılır. Köprünün dengesi olması halinde galvanometreden bir akım akar. Dirençlerden biri veya ikisi ayarlanarak köprü dengelendiği zaman D-B noktaları arasındaki gerilim farkı sıfır olur ve galvanometreden akım akmaz. Denge durumu için;

eşitlikleri yazılabilir. Bu eşitliklerin oranlanması ile,

bağıntısı elde edilir. Dirençlerin üçü belli ise ve diğeri belli değil ise yukarıdaki eşitlikten bilinmeyen direncin değeri bulunabilir.

Wheatstone köprüsü ile birkaç ohm'dan birkaç Mohm'a kadar olan dirençler ölçülebilir. Daha büyük dirençlerin ölçümünde duyarlılık azalır. Bunu önlemek için gerilim kaynağının değeri arttırılır. Bu durumda köprü kollarındaki dirençlerin ısınması söz konusu olur. Bu durumda gerilim kaçağı olabileceğinden izolasyon önlemlerinin alınması gerekebilir. Yüksek değerli dirençlerin ölçümünde megaohm köprüsü devresi kullanılır.

Wheatstone köprüsü ile küçük dirençlerin ölçülmesinde ise bağlantı iletkenlerinin direnci etkili olmaktadır. Bunun dışında temas direncinin ne zaman ne kadar etkili olabileceği tahmin edilemediği için bunu önmlemek veya değerini belirlemek mümkün değildir. Sonuç olarak Wheatstone köprüsü ile ölçülebilecek en küçük direnç değeri 1 ohm'dur. Daha küçük dirençlerin değeri Kelvin köprüsü ile ölçülür.

Alper COPLUGİL

 

3.BÖLÜM için

2.BÖLÜM için

1.BÖLÜM için