Comment mesurer la résistance dun morceau de fil?

Hmm votre expérience semble être une bonne idée mais je pense que ce sera « beaucoup plus difficile que vous » imaginez. La résistance des fils est très faible. Après tout, ils sont conçus pour conduire! Consultez ce tableau . Le fil de calibre 30 a une résistance de 0,1 $ \: \ Omega / \ mathrm {ft} $, ce qui est bien en dessous de ce quun multimètre typique peut lire.

De plus, parce que la résistance est si faible, une très grande source derreur sera la façon dont les sondes du multimètre sont attachées au fil. Vous finirez probablement par mesurer la résistance au point de contact autant que la résistance du fil.

Une façon d’aider est de mesurer des fils très longs. Si vous pouvez en obtenir quelques centaines pieds de long, la résistance du fil commencera à être suffisamment élevée pour que des mesures significatives puissent être effectuées, malgré une erreur expérimentale.

Commentaires

• Au lieu dutiliser une longue bobine de fil, en utiliser un avec une résistance relativement élevée comme le nichrome (utilisé dans les éléments chauffants) fonctionnerait-il également?
• @DanNeely: oui, le nichrome devrait bien fonctionner.

Comme dautres lont noté, le gros problème est damener la résistance du fil dans la plage où votre multimètre peut la mesurer avec précision. Pour cela, lapproche simple consiste à rendre les fils aussi longs et fins que possible afin de maximiser la résistance.

Cela dit, une autre chose que vous pouvez faire est daméliorer t la précision de vos mesures, par ex. en utilisant détection à quatre bornes , a.k.a. mesure de la résistance Kelvin . Pour cela, vous « devrez faire passer un courant à travers le fil et mesurer à la fois le courant et la chute de tension à travers celui-ci:

^{Source de limage: Tout sur les circuits vol. I, chapitre 8.9}

Cette disposition vous permet dexclure toute source de résistance supplémentaire le long du trajet du courant, comme les contacts entre les bornes de la source de tension et le fil, de la mesure de la résistance. Notez que, bien que le circuit illustré ci-dessus comporte un voltmètre et un ampèremètre séparés, vous pouvez également remplacer lampèremètre par une résistance shunt avec une résistance connue et mesurez la tension à ses bornes, comme dans les circuits indiqués au bas de la page liée ci-dessus . Cela vous permettrait deffectuer la mesure en utilisant un seul voltmètre En prime, la résistance shunt servirait également à limiter le courant dans le circuit.

Attention: Ne connectez jamais une source de tension, telle quune batterie ou une simple alimentation de laboratoire, directement sur un fil à faible résistance. Cela créera un court-circuit, provoquant potentiellement une surchauffe du fil ou de lalimentation. À la place, incluez toujours une résistance de taille appropriée en série avec le bloc dalimentation pour maintenir le courant à un niveau raisonnable.

Pour une mesure de résistance encore plus précise , vous pouvez configurer un circuit de pont , comme le pont de base de Wheatstone illustré ici:

^{Source de limage: Tout sur les circuits vol. I, chapitre 8.10}

De tels circuits peuvent permettre des mesures de résistance très précises en comparant la résistance à mesurer avec des résistances de valeurs connues. En particulier, pour mesurer de faibles résistances, vous voudrez peut-être regarder le circuit Kelvin Double Bridge décrit plus bas dans la page liée.

Le fil a généralement une résistance très faible, donc ce que vous finirez probablement par mesurer est la résistance de contact. Cest-à-dire la résistance entre vos sondes multimètres et le fil lui-même peut avoir plus de résistance que votre fil et léclipser.

Ma suggestion pour la partie dépendante de la température serait de mesurer la résistance du fil avec celui-ci dans de leau bouillante et de leau glacée, pour deux points de référence faciles.

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• La plupart de leau du robinet (eau ionisée) conduit plutôt bien lélectricité. Une centaine de pieds de fil enroulé dans de leau bouillante pourrait-elle introduire suffisamment de conductivité supplémentaire pour être statistiquement significative pour lexpérience?
• @BrandonEnright à titre de comparaison: il y a quelque temps, jai fait une expérience en mettant une paire de fils 220V dans de leau du robinet salée (dans une tasse de 1 l) et en regardant lélectrolyse. Quand jy ai mis une LED verte, je lai vu briller en vert – pas même en orange comme ce serait en cas de surintensité. Bien sûr, le rapprocher des fils le rendait orange. Maintenant, comparez-le avec ce que je ‘ d voir si jai connecté la LED directement au fil 220V. Donc, je ‘ d conclure que leau du robinet nest pas significativement conductrice par rapport au fil métallique.
• @Ruslan les broches dune LED sont assez proches les unes des autres. Le fait quil y avait un potentiel $ \ sim 3 \: \ mathrm {V} $ à travers eux dans leau suggère que suffisamment de courant circule dans leau pour lancer un test de précision du fil ‘ s résistance.
• @BrandonEnright: Alors utilisez un fil isolé?

Jai fait une expérience similaire cette année pour ma mission scientifique finale. Nous avons utilisé un transformateur qui avait deux longues bobines de fil de cuivre à lintérieur, de différentes longueurs (10 m et 750 m) et épaisseurs. Ouvrez le transformateur et retirez les bobines. Réglez votre multimètre sur ohms et touchez les contacts à chaque extrémité de chacune des bobines (nous avons obtenu 2,2 ohms et 1500 phms respectivement). Étant donné que les bobines de fil dans le transformateur sont isolées, vous pouvez ensuite placer les bobines dans de leau glacée / bouillante avec les extrémités dépassant. Mesurez la résistance maintenant, et vous devriez remarquer une différence.

Nous avons notre résistance de 1,5 kohms jusquà 3 k + ohm, passant juste de 25C à 100C.

Cest le bon processus, mais vous voudrez un multimètre qui lit dans la plage 0,1 $ \ Omega $, ce que le multimètre lié à Amazon ne peut pas faire.

La plupart des thermomètres domestiques ont un maximum denviron 110 $ ^ \ circ $ F, donc si vous prévoyez daugmenter la température à plus que cela, vous « voudrez quelque chose de différent, quelque chose comme ce thermomètre laser (lien Amazon).

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• A  » thermomètre à bonbons  » que vous pouvez acheter dans nimporte quelle épicerie ira également bien au-dessus de 110 F. Il peut ne pas donner la précision nécessaire, mais ‘ est bon marché et facile à obtenir rapidement.

Généralement un fil avec la résistivité cest nous par exemple Constantan. Ensuite, regardez le test ici .

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• Bonjour Music Stu, lien -seules les réponses, en particulier celles directement dans un PDF, sont mal vues. Pouvez-vous mettre à jour votre réponse pour inclure plus de détails afin que le PDF ne soit ‘ pas strictement nécessaire?