Caractéristiques de la mesure de petites et grandes résistances

La résistance est l'un des paramètres les plus importants circuit électriquedéterminer le fonctionnement de tout circuit ou installation.

L'obtention de certaines valeurs de résistance dans la production de machines, appareils, dispositifs électriques lors de l'installation et de l'exploitation d'installations électriques est une condition préalable pour assurer leur fonctionnement normal.

Certaines résistances conservent leur valeur pratiquement inchangée, tandis que d'autres, au contraire, sont très susceptibles de changer de temps en temps, à cause de la température, de l'humidité, de l'effort mécanique, etc. Par conséquent, à la fois dans la fabrication de machines, appareils, dispositifs et Lors de l'installation, les installations électriques doivent inévitablement mesurer la résistance.

Les conditions et les exigences pour effectuer des mesures de résistance sont très diverses. Dans certains cas, une grande précision est requise, dans d'autres, au contraire, il suffit de trouver une valeur approximative de la résistance.

En fonction de la valeur résistances électriques sont divisés en trois groupes :

• 1 ohm et moins — faible résistance,

• de 1 ohm à 0,1 Mohm — résistances moyennes,

• de 0,1 Mohm et plus — hautes résistances.

Lors de la mesure d'une faible résistance, il est nécessaire de prendre des mesures pour éliminer l'influence sur le résultat de la mesure de la résistance des fils de connexion, des contacts et de la thermo-EMF.

Lors de la mesure des résistances moyennes, vous pouvez ignorer les résistances des fils de connexion et des contacts, vous pouvez ignorer l'influence de la résistance d'isolement.

Lors de la mesure de résistances élevées, il est nécessaire de prendre en compte la présence de résistance de volume et de surface, l'influence de la température, de l'humidité et d'autres facteurs.

Caractéristiques de mesure de faible résistance

Le groupe des petites résistances comprend: les enroulements d'induit des machines électriques, les résistances des ampèremètres, les shunts, les résistances des enroulements des transformateurs de courant, la résistance des conducteurs courts du bus, etc.

Lors de la mesure de faibles résistances, vous devez toujours tenir compte de la possibilité que la résistance des fils de connexion et les résistances transitoires puissent affecter le résultat de la mesure.

Les résistances des cordons de test sont de 1 x 104 à 1 x 102 ohms, la résistance de jonction - 1 x 105 à 1 x 102 ohms

Aux résistances transitoires ou résistances de contact comprendre les résistances que rencontre un courant électrique en passant d'un fil à l'autre.

Les résistances transitoires dépendent de la taille de la surface de contact, de sa nature et de son état - lisse ou rugueux, propre ou sale, ainsi que de la densité de contact, de la force d'appui, etc.Comprenons, à l'aide d'un exemple, l'influence des résistances de transition et des résistances des fils de connexion sur le résultat de la mesure.

En figue. 1 est un schéma de mesure de résistance utilisant par exemple des instruments ampèremètre et voltmètre.

Riz. 1. Mauvais schéma de câblage pour mesurer une faible résistance avec un ampèremètre et un voltmètre.

Dites la résistance requise rx - 0,1 ohm et la résistance du voltmètre rv = 500 ohms. Puisqu'ils sont connectés en parallèle, alors rNS/ rv = Iv / Ix = 0, 1/500 = 0,0002, c'est-à-dire que le courant dans le voltmètre est de 0,02 % du courant dans la résistance souhaitée. Ainsi, avec une précision de 0,02%, le courant de l'ampèremètre peut être considéré comme égal au courant dans la résistance requise.

En divisant les lectures du voltmètre connecté aux points 1, 1′ de la lecture de l'ampèremètre on obtient : U'v / Ia = r'x = rNS + 2рNS + 2рk, où r'x est la valeur trouvée de la résistance requise ; rpr est la résistance du fil de connexion ; gk — résistance de contact.

En considérant rNS =rk = 0,01 ohm, on obtient le résultat de mesure r'x = 0,14 ohm, d'où l'erreur de mesure due aux résistances des fils de liaison et aux résistances de contact égales à 40 % — ((0,14 — 0,1) / 0,1 )) x 100 %.

Il faut faire attention au fait qu'avec une diminution de la résistance requise, l'erreur de mesure due aux raisons ci-dessus augmente.

En connectant un voltmètre aux pinces ampèremétriques — points 2 — 2 de la fig.1, c'est-à-dire aux bornes de la résistance rx auxquelles les fils du circuit de courant sont connectés, nous obtenons la lecture du voltmètre U «v inférieur à U'v à partir de la quantité de chute de tension dans les fils de connexion et donc de la valeur trouvée de la résistance souhaitée rx «= U»v / Ia = rx + 2 rk contiendra une erreur due uniquement aux résistances de contact.

En connectant un voltmètre comme indiqué sur la fig. 2, aux bornes de potentiel situées entre celles du courant, nous obtenons les lectures du voltmètre U"'v est inférieur à U "v de la taille de la chute de tension aux bornes des résistances de contact, et donc la valeur trouvée de la résistance requise r » 'x = U»v / Ia = rx

Riz. 2. Le bon schéma de connexion pour mesurer les petites résistances avec un ampèremètre et un voltmètre

Ainsi la valeur trouvée sera égale à la valeur réelle de la résistance requise, puisque le voltmètre mesurera la valeur réelle de la tension aux bornes de la résistance requise rx entre ses bornes de potentiel.

L'utilisation de deux paires de pinces, courant et potentiel, est la principale technique pour éliminer l'influence de la résistance des fils de connexion et des résistances transitoires sur le résultat de la mesure des petites résistances.

Caractéristiques de la mesure de hautes résistances

Les mauvais conducteurs de courant et les isolants ont une résistance élevée. Lors de la mesure de la résistance des fils à faible conductivité électrique, les matériaux d'isolation et les produits fabriqués à partir de ceux-ci doivent tenir compte des facteurs qui peuvent affecter le degré de leur résistance.

Ces facteurs comprennent principalement la température, par exemple la conductivité du carton électrique à une température de 20°C est de 1,64 x 10-13 1/ohm et à une température de 40°C de 21,3 x 10-13 1/ohm. Ainsi, un changement de température de 20 °C a provoqué une variation de 13 fois de la résistance (conductivité) !

Les chiffres montrent clairement à quel point il est dangereux de sous-estimer l'influence de la température sur les résultats de mesure. De même, un facteur très important affectant l'ampleur de la résistance est la teneur en humidité à la fois du matériau d'essai et de l'air.

De plus, le type de courant avec lequel le test est effectué, l'amplitude de la tension testée, la durée de la tension, etc., peuvent affecter la valeur de résistance.

Lors de la mesure de la résistance des matériaux isolants et des produits fabriqués à partir de ceux-ci, la possibilité que le courant passe par deux chemins doit également être prise en compte :

1) par le volume du matériau testé,

2) à la surface du matériau testé.

La capacité d'un matériau à conduire un courant électrique d'une manière ou d'une autre est caractérisée par la quantité de résistance que le courant rencontre dans cette blague.

Ainsi, il existe deux notions : la résistivité volumique attribuée à 1 cm3 du matériau et la résistivité surfacique attribuée à 1 cm2 de la surface du matériau.

Prenons un exemple pour illustration.

Lors de la mesure de la résistance d'isolement d'un câble à l'aide d'un galvanomètre, des erreurs importantes peuvent se produire du fait que le galvanomètre peut mesurer (Fig. 3):

a) courant Iv passant de l'âme du câble à sa gaine métallique à travers le volume de l'isolant (le courant Iv dû à la résistance volumique de l'isolant du câble caractérise la résistance d'isolement du câble),

b) courant Epassant de l'âme du câble à sa gaine le long de la surface de la couche isolante (Car la résistance de surface dépend non seulement des propriétés du matériau isolant, mais aussi de l'état de sa surface).

Riz. 3. Courant de surface et de volume dans le câble

Pour éliminer l'influence des surfaces conductrices lors de la mesure de la résistance d'isolement, une bobine de fil (anneau de sécurité) est appliquée sur la couche d'isolation, qui est connectée comme indiqué sur la Fig. 4.

Riz. 4. Schéma de mesure du courant volumique du câble

Alors le courant Is passera en plus du galvanomètre et n'introduira pas d'erreurs dans les résultats de mesure.

En figue. 5 est un diagramme schématique pour déterminer la résistivité apparente d'un matériau isolant. - plaques A. Ici BB - électrodes auxquelles la tension U est appliquée, G - galvanomètre mesurant le courant dû à la résistance volumique de la plaque A, V - anneau de protection.

Riz. 5. Mesure de la résistance volumique d'un diélectrique solide

En figue. 6 est un schéma de principe de détermination de la résistance superficielle d'un matériau isolant (plaque A).

Riz. 6. Mesure de la résistance de surface d'un diélectrique solide

Lors de la mesure de résistances élevées, une attention particulière doit également être accordée à l'isolation de l'installation de mesure elle-même, car sinon un courant traversera le galvanomètre en raison de la résistance d'isolation de l'installation elle-même, ce qui entraînera une erreur correspondante dans la mesure.

Il est recommandé d'utiliser un blindage ou d'effectuer un contrôle d'isolation du système de mesure avant la mesure.