மின்திறன் அளவிகை
மின்னழுத்தமானி (potentiometer) என்பது மின்னழுத்தம் அல்லது மின்திறன் வேறுபாடு ஆகியவற்றை அளவிட பயன்படும் ஒரு கருவியாகும். இதில் அறியப்படாத மின்னழுத்தம், அறியப்பட்ட ஒரு குறிப்பு மின்னழுத்தத்துடன் ஒப்பிட்டு அளவிடப்படுகிறது.
மிகுந்த உணர்திறன் கொண்ட குறியீட்டு கருவி பயன்படுத்தப்படும் போது, அறியப்படாத மின்னழுத்தத்தின் மூலத்திலிருந்து மிகக் குறைந்த மின்சாரம் மட்டுமே எடுக்கப்படுகிறது. மேலும், குறிப்பு மின்னழுத்தம் துல்லியமாக அளவுத்திருத்தம் செய்யப்பட்ட மின்னழுத்தப் பகிர்வான் மூலம் உருவாக்கப்படுவதால், மின்திறன் அளவிகை மிக உயர்ந்த துல்லியத்துடன் அளவீடுகளை வழங்குகிறது.[1]
இந்த அளவீட்டு முறை முதன்முதலில் யோஹான் கிறிஸ்டியன் போகெண்டார்ஃப் அவர்களால் சுமார் 1841ஆம் ஆண்டு விவரிக்கப்பட்டது. பின்னர் இது ஆய்வகங்களில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு நிலையான அளவீட்டு நுட்பமாக உருவெடுத்தது.
இந்த அமைப்பில், எதிர்ப்பு கொண்ட ஸ்லைடு கம்பி மூலம் பெறப்படும் அறியப்பட்ட மின்னழுத்தத்தின் ஒரு பகுதி, கல்வனோமீட்டர் உதவியுடன் அறியப்படாத மின்னழுத்தத்துடன் ஒப்பிடப்படுகிறது. போட்டென்ஷியோமீட்டரின் நகரும் தொடுப்பு அல்லது வைப்பர் சரிசெய்யப்பட்டு, கல்வனோமீட்டர் தற்காலிகமாக அந்த நகரும் தொடுப்பு மற்றும் அறியப்படாத மின்னழுத்த மூலத்திற்கிடையில் இணைக்கப்படுகிறது.
பின்னர் கல்வனோமீட்டரின் விலக்கம் கவனிக்கப்படுகிறது; அது பூஜ்ஜியத்திலிருந்து விலகாமல் இருக்கும் வரை ஸ்லைடிங் தொடுப்பு சரிசெய்யப்படுகிறது. அந்த நிலையில், கல்வனோமீட்டர் அறியப்படாத மின்னழுத்த மூலத்திலிருந்து எந்த மின்சாரத்தையும் இழுக்காது. இதன் அடிப்படையில், ஸ்லைடிங் தொடுப்பின் நிலையைப் பொறுத்து மின்னழுத்தத்தின் அளவை கணக்கிட முடியும்.
இந்த பூஜ்ஜிய சமநிலை அளவீட்டு முறை இன்றும் மின்னியல் அளவியல் மற்றும் தரநிலைகள் தொடர்பான பணிகளில் முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாக உள்ளது. மேலும், இது மின்னணுவியல் துறையின் பிற பகுதிகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
அளவீட்டு போட்டென்ஷியோமீட்டர்கள் கீழே குறிப்பிடப்பட்டுள்ள நான்கு முக்கிய வகைகளாக பிரிக்கப்படுகின்றன.
நிலையான மின்சாரம் கொண்ட மின்திறன் அளவிகை
[தொகு]
ஒரு மின்திறன் அளவிகை முதலில் அளவுத்திருத்தம் செய்யப்பட்டு, பின்னர் அறியப்படாத மின்னழுத்தத்தை அளவிட பயன்படுத்தப்படுகிறது.
ஆர்₁ என்பது முழு எதிர்ப்பு கம்பியின் எதிர்ப்பைக் குறிக்கிறது. அம்புக்குறி நகரும் தொடுப்பை குறிக்கிறது.
இந்த சுற்றில், ஒரே மாதிரியான எதிர்ப்பு கொண்ட கம்பி R₁-ன் இரு முனைகளும் ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட மாற்று மின்னழுத்த வழங்கி விₛ-க்கு இணைக்கப்பட்டு, அது ஒரு மின்னழுத்தப் பகிர்வானாக செயல்படுகிறது. முதலில், மின்திறன் அளவிகை அளவுத்திருத்தம் செய்யப்படுகிறது. இதற்காக, நகரும் தொடுப்பு R₁ கம்பியில், ஒரு தரநிலை மின்கலம் மின்னழுத்தத்துடன் ஒத்துப்போகும் இடத்தில் வைக்கப்படுகிறது. அதனால்,
ஆர்1ஆர்R2=விஎசு தரநிலை மின்கல மின்னழுத்தம் என்று பெறப்படுகிறது.
அறியப்பட்ட மின்னோட்ட சக்தி (emf) கொண்ட ஒரு தரநிலை மின்கலம் பயன்படுத்தப்படுகிறது (உதாரணமாக, வெஸ்டன் தரநிலை மின்கலம்– 1.0183 வோல்ட்).[2][3]
பின்னர், Vₛ வழங்கல் மின்னழுத்தம் சரிசெய்யப்படுகிறது; கல்வனோமீட்டர் பூஜ்ஜிய வாசிப்பைக் காட்டும் வரை. இதன் பொருள், R₂-இல் உள்ள மின்னழுத்தம் தரநிலை மின்கல மின்னழுத்தத்துடன் சமம் என்பதாகும்.
அதன்பின், அறியப்படாத DC மின்னழுத்தம், கால்வனோமீட்டருடன் தொடர்ச்சியாக இணைக்கப்பட்டு, எதிர்ப்பு கம்பியின் மாறும் நீளப்பகுதி R₃-க்கு குறுக்காக நகரும் தொடுப்புடன் இணைக்கப்படுகிறது. கால்வனோமீட்டர் பூஜ்ஜியத்தை காட்டும் வரை தொடுப்பு நகர்த்தப்படுகிறது. இந்த நிலையில், அறியப்படாத மின்னழுத்த மூலத்திலிருந்து எந்த மின்சாரமும் உள்ளே அல்லது வெளியே செல்லாது.
அந்த நேரத்தில், தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட R₃ கம்பி பகுதியில் உள்ள மின்னழுத்தம், அறியப்படாத மின்னழுத்தத்துக்கு சமமாக இருக்கும். இறுதியில், அந்த மின்னழுத்தம், இணைக்கப்பட்ட எதிர்ப்பு கம்பியின் நீளப் பங்கை அடிப்படையாகக் கொண்டு கணக்கிடப்படுகிறது.
கால்வனோமீட்டருக்கு தனியான அளவுத்திருத்தம் தேவையில்லை; அது பூஜ்ஜியமா இல்லையா என்பதை மட்டும் காட்டுவதற்காக பயன்படுகிறது. பூஜ்ஜிய வாசிப்பு கிடைக்கும் போது, அறியப்படாத மின்னழுத்தத்திலிருந்து எந்த மின்சாரமும் எடுக்கப்படாது. எனவே, இந்த அளவீடு மின்னழுத்த மூலத்தின் உள்ளக எதிர்ப்பை சாராததாகும்—முடிவில்லா எதிர்ப்பு கொண்ட வோல்ட்மீட்டரைப் பயன்படுத்தியதுபோல்.
எதிர்ப்பு கம்பி ஒரே மாதிரியான குறுக்குவெட்டம் மற்றும் மின்தடை தன்மையுடன் உருவாக்கப்பட முடியும்; மேலும் தொடுப்பின் நிலையை துல்லியமாக அளவிட முடிவதால், இந்த முறை தரநிலை மின்கல மின்னழுத்தத்தை விட அதிகமானதோ குறைவானதோ ஆகிய DC மின்னழுத்தங்களை, தரநிலை மின்கலத்திலிருந்து மின்சாரம் எடுக்காமல் அளவிட பயன்படுகிறது.
மின்திறன் அளவிகை, லீடு–ஆசிட் பேட்டரி போன்ற நிலையான DC மின்னழுத்த வழங்கியுடன் இணைக்கப்பட்டிருந்தால், (காட்டப்படாத) இரண்டாவது மாறும் எதிர்ப்பை பயன்படுத்தி R₁ கம்பியில் செல்லும் மின்சாரத்தை மாற்றி அளவுத்திருத்தம் செய்யலாம்.
R₁ கம்பியின் முழு நீளம் AB எனில், A (-) முனையாகவும் B (+) முனையாகவும் இருக்கட்டும். கல்வனோமீட்டர் பூஜ்ஜியத்தை காட்டும் போது, நகரும் தொடுப்பு X புள்ளியில் இருந்தால், AX என்ற தூரம் அளவிடப்படுகிறது. அப்போது அறியப்படாத மின்னழுத்தம்:
VU=(தரநிலை மின்கல மின்னழுத்தம்)×ABAX என்று கணக்கிடப்படுகிறது.
நிலையான எதிர்ப்பு மின்திறன் அளவிகை
[தொகு]இது அடிப்படை கருத்தின் ஒரு மாற்றமாகும். இதில் நிலையான எதிர்ப்பில் மாறும் மின்சாரம் செலுத்தப்படுகிறது. இவ்வகை மின்திறன் அளவிகை பெரும்பாலும் மில்லிவோல்ட் மற்றும் மைக்ரோவோல்ட் அளவிலான மின்னழுத்தங்களை அளவிட பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
மைக்ரோவோல்ட் மின்திறன் அளவிகை
[தொகு]இது மேலே கூறிய நிலையான எதிர்ப்பு மின்திறன் அளவிகையின் ஒரு வடிவமாகும். இதில் தொடுப்பு எதிர்ப்பு ) மற்றும் வெப்ப மின்திறன் ஆகியவற்றின் தாக்கத்தை குறைக்க சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. சுமார் 1000 நானோவோல்ட் வரை துல்லியமான அளவீடுகளுக்கு இது பயன்படுத்தப்படுகிறது.
தெர்மோகப்பிள் மின்திறன் அளவிகை
[தொகு]தரநிலை மின்திறன் அளவிகைகளின் மற்றொரு மேம்படுத்தப்பட்ட வடிவமாக தெர்மோகப்பிள் மின்திறன் அளவிகை உருவாக்கப்பட்டது. இது குறிப்பாக வெப்பநிலை அளவீடுகளுக்காக வடிவமைக்கப்பட்டது.[4]
தெர்மோகப்பிள்களுடன் பயன்படுத்தப்படும் மின்திறன் அளவிகைகள், தெர்மோகப்பிள் கம்பிகள் இணைக்கப்பட்டுள்ள இடத்தின் வெப்பநிலையையும் அளவிடுகின்றன. இதன் மூலம் குளிர் இணைப்பு இழப்பீடு பயன்படுத்தப்பட்டு, அளவிடப்பட்ட EMF, 0°C என்ற தரநிலை குளிர் இணைப்பு வெப்பநிலைக்கு திருத்தப்படுகிறது.
மேற்கோள்கள்
[தொகு]- ↑ Thomas B. Greenslade, Jr. "The Potentiometer". Physics.kenyon.edu. Retrieved 2013-06-01.
- ↑ Kenyon.edu Dept of Physics.
- ↑ scenta.co.uk பரணிடப்பட்டது 2012-09-11 at Archive.today Scenta.
- ↑ Kenyon.edu Dept of Physics.
வெளி இணைப்புகள்
[தொகு]