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केल्विन ब्रिज का उपयोग निम्न प्रतिरोध (low resistance) को मापने के लिए क्यों किया जाता है?
उपयोग किए गए e.m.f स्रोत के कारण
अधिक धारा प्रवाह के कारण
संपर्क (contact) और लीड प्रतिरोध के कारण
परिपथ में शक्ति अपव्यय (power dissipation) के कारण
संपर्क (contact) और लीड प्रतिरोध के कारण
केल्विन ब्रिज को विशेष रूप से कम प्रतिरोधों (आमतौर पर 1 Ω से नीचे) को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है क्योंकि ऐसे परिपथों में, कनेक्टिंग लीड और संपर्कों का प्रतिरोध स्वयं अज्ञात प्रतिरोध के बराबर हो जाता है। व्हीटस्टोन ब्रिज जैसे मानक ब्रिज इन लीड प्रतिरोधों के कारण महत्वपूर्ण त्रुटियां उत्पन्न करते हैं, जिन्हें केल्विन ब्रिज में अनुपात भुजाओं (ratio arms) के दूसरे सेट के माध्यम से कम किया जाता है।
केल्विन ब्रिज को विशेष रूप से कम प्रतिरोधों (आमतौर पर 1 Ω से नीचे) को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है क्योंकि ऐसे परिपथों में, कनेक्टिंग लीड और संपर्कों का प्रतिरोध स्वयं अज्ञात प्रतिरोध के बराबर हो जाता है। व्हीटस्टोन ब्रिज जैसे मानक ब्रिज इन लीड प्रतिरोधों के कारण महत्वपूर्ण त्रुटियां उत्पन्न करते हैं, जिन्हें केल्विन ब्रिज में अनुपात भुजाओं (ratio arms) के दूसरे सेट के माध्यम से कम किया जाता है।
Rx=QPS+p+q+rrq(QP−qp)
Rx=QPS — सरलीकृत केल्विन संतुलन स्थिति
केल्विन ब्रिज अनुपात भुजाओं के एक अतिरिक्त सेट का उपयोग करता है, जिसे अक्सर आंतरिक अनुपात भुजाएं कहा जाता है, जो अज्ञात प्रतिरोधक के विभव टर्मिनलों से जुड़ी होती हैं। एक द्वितीयक पथ प्रदान करके जो लीड प्रतिरोध में विभव पतन (potential drop) को माप में नगण्य बना देता है, यह सुनिश्चित करता है कि संपर्क और लीड प्रतिरोध अज्ञात प्रतिरोध Rx के मापित मान में नहीं जुड़ते हैं।
1 ओम से कम प्रतिरोध मानों को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।
चार-टर्मिनल प्रतिरोध मापन का उपयोग करके लीड प्रतिरोध त्रुटियों को समाप्त करता है।
संतुलित स्थिति बनाए रखने के लिए अनुपात भुजाओं के दो सेटों का उपयोग करता है।
शंट प्रतिरोधकों और बसबार प्रतिरोधों के लक्षण वर्णन में महत्वपूर्ण है।
निम्न प्रतिरोध मापन के लिए उच्च सटीकता।
कनेक्टिंग लीड प्रतिरोध के प्रभाव को कम करता है।
सटीकता के लिए शून्य-खोज (null-detection) सिद्धांत का उपयोग करता है।
मानक व्हीटस्टोन ब्रिज की तुलना में जटिल डिज़ाइन।
परीक्षण प्रतिरोधक के लिए चार-टर्मिनल कनेक्शन की आवश्यकता होती है।
निम्न-मान शंट का अंशांकन (calibration)।
बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध का मापन।
विद्युत मशीनों और ट्रांसफार्मर वाइंडिंग का प्रतिरोध।
व्हीटस्टोन ब्रिज निम्न प्रतिरोध के लिए विफल हो जाता है क्योंकि लीड प्रतिरोध (rL) अज्ञात (Rx) के साथ श्रृंखला में दिखाई देता है, जिससे मापा गया मान (Rx+rL) हो जाता है न कि Rx।
विकल्प A गलत है क्योंकि स्रोत EMF संवेदनशीलता को प्रभावित करता है, न कि लीड त्रुटि क्षतिपूर्ति को।
विकल्प B गलत है; हालांकि सिग्नल-टू-शोर अनुपात में सुधार के लिए उच्च धारा का उपयोग किया जाता है, यह संवेदनशीलता के लिए एक आवश्यकता है, न कि ब्रिज प्रकार का उपयोग करने का कारण।
C सही है — केल्विन ब्रिज को विशेष रूप से लीड और संपर्क प्रतिरोधों द्वारा उत्पन्न परजीवी त्रुटियों को समाप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो निम्न प्रतिरोध मापन को महत्वपूर्ण रूप से विकृत करते हैं।
हमेशा याद रखें: व्हीटस्टोन ब्रिज मध्यम प्रतिरोध (1Ω से 100kΩ) के लिए है, जबकि केल्विन ब्रिज निम्न प्रतिरोध (<1Ω) के लिए विशेष उपकरण है।