02. Măsurarea rezistenţei

Acasă » Aplicaţii practice » 01 - Concepte de bază

Scopul experimentului

Experimentul următor descrie modul în care putem măsura rezistenţa unor obiecte. Nu trebuie neapărat să aveţi toate obiectele descrise mai jos pentru a învăţa efectiv despre rezistenţă. De asemenea, puteţi încerca şi cu alte obiecte. Totuşi, nu măsuraţi niciodată rezistenţa unui obiect sau circuit alimentat (aflat în funcţionare). Cu alte cuvinte, nu încercaţi să măsuraţi rezistenţa unei baterii sau a oricărei surse substanţiale de tensiune folosind un multimetru setat pe funcţia „rezistenţă” (Ω). Nerespectarea acestei atenţionări se poate solda cu distrugeri materiale şi vătămări corporale.

Exemplificare conceptului de puncte electric comune

Setaţi multimetrul pe funcţia „Ω”, pe cea mai mare valoare disponibilă. În această situaţie, multimetrul îndeplineşte funcţia de ohmmetru. Atingeţi cele două sonde (neagră şi roşie) una de cealaltă. În acest caz, ohmmetrul ar trebui să indice o rezistenţă de 0 Ω. Dacă folosiţi în schimb un multimetru analogic, veţi observa o deplasare maximă a acului indicator în partea dreaptă.

Multimetrul poate fi folosit şi pentru detectarea stării de continuitate a circuitului, nu doar pentru măsurarea efectivă a valorilor rezistive. Putem testa, de exemplu, continuitatea unui fir electric prin conectarea celor două sonde la capetele acestuia. Ce se întâmplă cu indicaţia aparatului de măsură în acest caz? Ce putem spune despre un astfel de conductor electric dacă acul indicator al ohmmetrului nu s-ar deplasa deloc?

De menţionat că multimetrele digitale, setate pe ohmmetru, indică lipsa continuităţii electrice dintr-un conductor sau component printr-un afişaj non-numeric. Unele modele afişează „OL” (din engleză, Open Loop - circuit deschis), iar altele o serie de linii întrerupte.

Folosiţi multimetrul vostru pentru a determina continuitatea unei plăci electronice de test: un dispozitiv utilizat pentru construirea temporară a circuitelor. Folosiţi conductori subţiri de cupru inseraţi în locurile libere de pe placă, pentru a putea conecta sondele aparatului de măsură la placă. Testaţi continuitatea lor.

Un concept foarte important în teoria electricităţii, strâns legat de cel al continuităţii, este cel al punctelor comune din punct de vedere electric. Punctele electrice comune, sunt puncte de contact dintr-un circuit sau dispozitiv, ce posedă o rezistenţă electrică neglijabilă (extrem de mică) între ele.

Putem spune, prin urmare, conform experimentului de mai sus, că punctele verticale de pe o placă de test sunt comune din punct de vedere electric. Acest lucru se datorează faptului că există continuitate electrică între ele. Asemănător, punctele orizontale nu sunt electric comune, deoarece nu există continuitate electrică între ele.

Acest concept, de puncte comune, este foarte important de stăpânit. Motivul constă în faptul că exista câteva aspecte legate de tensiune ce au legătură directă cu acest concept, şi sunt foarte importante pentru analiza circuitelor şi depanarea lor. De exemplu, între două puncte electric comune, nu va exista niciodată o cădere de tensiune (substanţială).

Măsurarea unui rezistor

Alegeţi, de exemplu, un rezistor de 10 kΩ din trusa voastră. Valoarea rezistenţei este indicată printr-o serie de benzi colorate: maro, negru, portocaliu şi încă o culoare reprezentând precizia rezistorului: auriu (+/- 5%) sau argintiu (+/- 10%). Se consideră că precizia rezistorilor fără această culoare este de +/- 20%. Alţi rezistori pot avea cinci benzi colorate pentru indicarea valorii şi a preciziei. În acest caz, culorile pentru un rezistor de 10 kΩ (10.000 Ω) vor fi: maro, negru, negru, roşu şi o culoare de precizie.

Conectaţi sondele aparatului de măsură la terminalii (bornele) rezistorului conform figurii de mai jos, şi observaţi afişajul aparatului:

Dacă acul indicator se află foarte aproape de zero, va trebui să alegeţi o altă scară de măsură (mai mică), la fel ca în cazul măsurării unei tensiuni.

Dacă folosiţi un multimetru digital, ar trebui să vedeţi o cifră foarte aproape de 10 pe afişaj, şi un semn „k” mic în partea dreaptă. Acesta semnifică prefixul „kilo”, sau 1.000. Asemănător, încercaţi diferite scări de măsură prin intermediul selectorului, pentru a vedea care dintre ele oferă cea mai bună indicaţie.

Inversaţi acum sondele ohmmetrului între ele. Se modifică în acest caz indicaţia aparatului de măsură în vreun fel? Ce ne spune acest lucru despre rezistenţa unui rezistor? Ce se întâmplă dacă conectăm doar o singură sondă la unul dintre terminalii rezistorului? Ce ne spune acest lucru despre natura rezistenţei şi despre felul în care este ea măsurată? Cum se compară aceste rezultate cu rezultatele obţinute la măsurarea tensiunii?

În timp ce realizaţi măsurătoarea propriu-zisă, încercaţi să nu atingeţi ambele sonde cu degetele. Dacă faceţi acest lucru, veţi măsura în realitate combinaţia paralelă dintre rezistor şi corp. Acest lucru determină o indicaţie mai mică a ohmmetrului decât ar trebui în mod normal. Pentru măsurarea unei rezistenţe de 10 kΩ, eroarea va fi minimă, dar s-ar putea să fie mult mai mare dacă măsurăm alţi rezistori. Încercaţi acest lucru dacă dispuneţi de mai mulţi rezistori, de mărimi şi precizii diferite.

Măsurarea rezistenţei corpului

Puteţi măsura în siguranţă rezistenţa propriului vostru corp. Ţineţi vârful uneia dintre sonde între degetele de la o mână, iar sonda cealaltă cu degetele de la cealaltă mână. Ţineţi vârful sondelor în lungime, şi nu le prindeţi exact de vârf. Observaţi indicaţia ohmmetrului. Corpul are de obicei o rezistenţă mai mare de 10.000 de ohmi între cele două mâini. Ar trebui să obţineţi o valoare aproximativ egală cu aceasta.

Umeziţi-vă degetele cu apă, şi remăsuraţi rezistenţa corpului cu ohmmetrul. Ce impact are acest lucru asupra indicaţiei aparatului. Umeziţi-vă apoi degetele în apă sărată şi remăsuraţi rezistenţa. Ce impact are acest lucru asupra rezistenţei corpului vostru?

Rezistenţa electrică este frecarea întâmpinată de electroni pe măsură ce aceştia se deplasează printr-un obiect. Cu cât rezistenţa dintre două puncte este mai mare, cu atât deplasarea electronilor între acele două puncte este mai dificilă. Cunoscând faptul că electrocutarea este cauzată de o deplasarea importantă de electroni prin corpului victimei, o creştere a rezistenţei corpului este o măsură excelentă de prevenire a accidentelor neplăcute.

Măsurarea rezistenţei diodei

Măsuraţi rezistenţa unei diode cu un ohmmetru. Încercaţi să inversaţi modul de conectare al sondelor pe terminalii diodei şi remăsuraţi rezistenţa. Care este diferenţa dintre diodă şi rezistenţă din acest punct de vedere?

Măsurarea rezistenţei grafitului

Luaţi o foaie de hârtie şi trasaţi o linie groasă cu un creion (nu cu pix!). Măsuraţi rezistenţa liniei cu ajutorul ohmmetrului, poziţionând sondele la capătului liniei astfel:

Aduceţi vârful sondelor mai aproape una de cealaltă, dar menţinând contactul cu linia. Ce se întâmplă cu rezistenţa în acest caz, creşte sau scade? Dacă rezultatele sunt incompatibile, va trebui să retrasaţi linia, astfel încât densitatea ei să fie consistentă. Ce vă spune acest lucru despre legătura dintre rezistenţă şi lungimea unui material conductor?

Măsurarea rezistenţei unei celule fotovoltaice

Conectaţi sondele aparatului de măsură la bornele unei celule fotovoltaice. Măsuraţi variaţia rezistenţei datorată diferitelor expuneri la lumină. Asemănător experimentului cu LED, este indicat să folosiţi conductori cu crocodili pentru realizarea conexiunii componentului. În acest fel, puteţi ţine celula fotovoltaică în apropierea unei surse de lumină şi schimba în acelaşi timp scara aparatului:

Experimentaţi cu măsurarea rezistenţei diferitelor tipuri de materiale. Aveţi însă grijă să nu folosiţi ohmmetrul pe un component aflat sub tensiune, precum o baterie, de exemplu. Puteţi măsură rezistenţa următoarelor materiale, de exemplu: plastic, lemn, metal, apă curată, apă murdară, apă sărată, sticlă, diamant (de pe un inel), cauciuc şi hârtie.