Come misurare la resistenza di un pezzo di filo?

Hmm il tuo esperimento sembra una buona idea ma penso che sarà “molto più difficile di quanto tu” immagini. La resistenza dei cavi è molto bassa. Dopotutto, sono progettati per condurre! Dai unocchiata a questa tabella . Il filo da 30 gage ha una resistenza di $ 0,1 \: \ Omega / \ mathrm {ft} $ che è ben al di sotto di quanto può leggere un tipico multimetro.

Inoltre, poiché la resistenza è così bassa, una fonte molto grande di errore sarà quanto bene le sonde del multimetro sono collegate al filo. Probabilmente finirai per misurare la resistenza nel punto di contatto tanto quanto la resistenza del filo.

Un modo per aiutare però è misurare fili molto lunghi. Se riesci a procurartene alcune centinaia piedi di lunghezza la resistenza del filo inizierà ad essere abbastanza alta da consentire misurazioni significative, nonostante lerrore sperimentale.

Commenti

• Invece di usare una lunga bobina di filo, andrebbe bene usarne uno con una resistenza relativamente alta come il nichelcromo (usato negli elementi riscaldanti)?
• @DanNeely: sì, il nichelcromo dovrebbe funzionare bene.

Come altri hanno notato, il grosso problema è portare la resistenza del filo nellintervallo in cui il tuo multimetro può misurarla accuratamente. Per questo, lapproccio semplice è quello di rendere i cavi più lunghi e sottili possibile per massimizzare la resistenza.

Detto questo, unaltra cosa che puoi fare è migliorare t la precisione delle tue misurazioni, ad es. utilizzando il rilevamento a quattro terminali , noto anche come misurazione della resistenza Kelvin . Per questo, dovrai far passare una corrente attraverso il filo e misurare sia la corrente che la caduta di tensione attraverso di esso:

^{Fonte immagine: All About Circuits vol. I, capitolo 8.9}

Questa disposizione consente di escludere eventuali sorgenti di resistenza aggiuntive lungo il percorso della corrente, come i contatti tra i terminali della sorgente di tensione e il filo, dalla misurazione della resistenza. Tieni presente che, sebbene il circuito mostrato sopra includa un voltmetro e un amperometro separati, potresti anche sostituire lamperometro con un resistore di shunt con una resistenza nota e misurare la tensione ai suoi capi, come nei circuiti mostrati nella parte inferiore della pagina collegata sopra . Ciò consentirebbe di eseguire la misurazione utilizzando un solo voltmetro Come bonus, il resistore di shunt servirebbe anche a limitare la corrente nel circuito.

Avviso: Non collegare mai una fonte di tensione, come una batteria o un semplice alimentatore da laboratorio, direttamente su un filo a bassa resistenza. Ciò creerà un cortocircuito, che potrebbe causare il surriscaldamento del cavo o dellalimentatore. Invece, includi sempre un resistore di dimensioni adeguate in serie con lalimentatore per mantenere la corrente a un livello ragionevole.

Per una misurazione della resistenza ancora più accurata , potresti configurare un circuito a ponte , come il semplice ponte di Wheatstone mostrato qui:

^{Origine immagine: All About Circuits vol. I, capitolo 8.10}

Tali circuiti possono consentire misurazioni di resistenza molto accurate confrontando la resistenza da misurare con resistori di valori noti. In particolare, per misurare resistenze basse, potresti voler guardare il circuito del doppio ponte Kelvin descritto più in basso nella pagina collegata.

Il filo ha in genere una resistenza molto bassa, quindi ciò che molto probabilmente finirai per misurare è la resistenza di contatto. Cioè, la resistenza tra le sonde del tuo multimetro e il filo stesso potrebbe avere più resistenza del tuo filo e metterlo in ombra.

Il mio suggerimento per la parte dipendente dalla temperatura sarebbe di misurare la resistenza del filo con esso in acqua bollente e acqua ghiacciata, per due facili punti di riferimento.

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• La maggior parte dellacqua del rubinetto (acqua ionizzata) conduce lelettricità piuttosto bene. Una trentina di piedi di filo avvolto in acqua bollente potrebbero introdurre una conduttività aggiuntiva sufficiente per essere statisticamente significativa per lesperimento?
• @BrandonEnright per il confronto: qualche tempo fa ho fatto un esperimento mettendo una coppia di fili da 220 V in acqua di rubinetto salata (in una tazza da 1 l) e guardando lelettrolisi. Quando ho inserito un LED verde, lho visto brillare di verde, nemmeno arancione come sarebbe in caso di sovracorrente. Ovviamente, spostandolo più vicino ai fili faceva brillare di arancione. Ora confrontalo con quello che ‘ vedrei se ho collegato il LED direttamente al cavo 220V. Quindi ‘ concluderei che lacqua del rubinetto non è significativamente conduttiva rispetto al filo metallico.
• @Ruslan i poli di un LED sono abbastanza vicini tra loro. Il fatto che ci fosse un $ \ sim 3 \: \ mathrm {V} $ potenziale attraverso di loro nellacqua suggerisce che abbastanza corrente sta scorrendo attraverso lacqua per eseguire un test di precisione del filo ‘ s resistenza.
• @BrandonEnright: Quindi usa un filo isolato?

Ho fatto un esperimento simile questanno per il mio ultimo incarico di scienze. Abbiamo utilizzato un trasformatore che aveva allinterno due lunghe bobine di filo di rame, di diverse lunghezze (10m e 750m) e spessori. Apri il trasformatore ed estrai le bobine. Imposta il multimetro su ohm e tocca i contatti alle estremità di ciascuna bobina (abbiamo rispettivamente 2,2 ohm e 1500 phms). Poiché le bobine di filo nel trasformatore sono isolate, è quindi possibile posizionare le bobine in acqua gelata / bollente con le estremità sporgenti. Misura la resistenza ora e dovresti notare una differenza.

Abbiamo ottenuto il nostro resistore da 1.5k ohm fino a 3k + ohm che va da 25C a 100C.

Questo è il processo corretto, ma ti servirà un multimetro che legga nellintervallo 0,1 $ \ Omega $, cosa che il multimetro collegato ad Amazon non può fare.

La maggior parte dei termometri domestici ha un massimo di circa 110 $ ^ \ circ $ F, quindi se prevedi di aumentare la temperatura a un valore superiore, “vorrai qualcosa di diverso, qualcosa come questo termometro laser (link Amazon).

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• A ” termometro per caramelle ” che puoi ritirare in qualsiasi negozio di alimentari va anche molto al di sopra di 110 F. Potrebbe non fornire la precisione necessaria, ma ‘ è economico e facile da ottenere in fretta.

Tipicamente un filo con la resistività siamo noi ed es. Costantana. Quindi guarda lesperimento qui .

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• Ciao Music Stu, link -solo le risposte, specialmente quelle direttamente in un PDF sono disapprovate. Puoi aggiornare la tua risposta per includere più dettagli in modo che il PDF non sia ‘ t strettamente necessario?