Высокоомный вольтметр — Технарь

При измерении постоянных напряжений в различных участках электронного устройства важно, чтобы подключение вольтметра к ним не вызывало заметного нарушения режима работы соответствующей электрической цепи. Поэтому вольтметр должен иметь достаточно большое входное сопротивление. Данному требованию удовлетворяют вольтметры, на входе которых установлены полевые транзисторы. Объясняется это тем, что у этих полупроводниковых приборов входное сопротивление может достигать десятков и даже сотен мегом.

Принцип действия вольтметра на полевом транзисторе несложен. В цепь стока включен миллиамперметр РА1 (рис. 1). Если щупы вольтметра замкнуть накоротко, напряжение на затворе относительно истока будет равно 0, а в цепи стока потечет максимальный ток. О его величине судят по отклонению стрелки РА1. При разъединенных щупах между затвором и истоком окажется включенным резистор R1. Однако напряжение на затворе по-прежнему будет равно 0, поскольку ток затвора ничтожно мал, и стрелка прибора останется на том же месте.

Если теперь щупы подсоединить к низковольтному источнику напряжения в указанной на схеме полярности, показания прибора РА1 уменьшатся. С увеличением напряжения его стрелка будет приближаться к отметке 0. Такой вольтметр, хотя и будет работать, имеет ряд существенных недостатков — показания расположены на шкале в обратном порядке, да к тому же она еще и нелинейная.

Чтобы избавиться от этих недостатков, стрелочный прибор включают по так называемой мостовой схеме (рис. 2). Резисторы R1—R4 образуют плечи моста, к вершинам которого подсоединена батарея GS1. Стрелочный прибор РА1 включен в диагональ моста (между точками А и Б). В сущности, подобное устройство представляет собой два делителя напряжения (R1, R2 и R3, R4), подсоединенных к батарее. Чтобы по диагонали моста не протекал ток (стрелка прибора стояла на 0), напряжение между точками А и Б должно быть равно 0. Для этого мост уравновешивают (балансируют) — с помощью резисторов R1—R4 устанавливают такой режим, при котором напряжения на резисторах R2 и R4 будут равны. Условие баланса моста выражается формулой: R1 • R4 = R2 • R3, то есть баланс моста достигается при равенстве произведении сопротивлений противолежащих плечей.

На практике в одно из плечей моста вместо постоянного резистора включают переменный (на схеме R1) и вращают его движок до тех пор, пока стрелка РА1 не установится на 0.

Измерительный прибор РА1 включим теперь в диагональ моста, левые плечи которого составляют внутреннее сопротивление транзистора V1 (рис. 3) и резистор R2, а правые — участки переменного резистора R3, разделенные ползуном. Перемещая его вверх или вниз по схеме, находят такое положение, при котором напряжения в точках А и Б равны. При этом ток в диагонали моста будет отсутствовать и стрелка прибора РА1 установится на нулевой отметке. Измеряя неизвестное напряжение U_X, ток транзистора изменится, в результате равновесие моста нарушится, поскольку напряжение в точке А также изменится, и в диагонали моста потечет ток. Если в качестве индикатора РА! применить микроамперметр с 0 посредине, то мы сможем измерять напряжение любой полярности. Однако такие приборы редки, поэтому обычно используют микроамперметры с 0 в начале шкалы, следя при подключении щупов за полярностью измеряемого напряжения. А для расширения пределов измерений на входе вольтметра устанавливают делитель напряжения.

Схема вольтметра с делителем напря­жения, состоящим из пяти резисторов R1—R5, показана на рисунке 4. С по­мощью такого делителя измеряемое на­пряжение уменьшают до значения, рав­ного или меньшего 1В, и подают затем на затвор полевого транзистора V1 че­рез развязывающую цепочку R6C1, пре­граждающую путь помехам. В цепь ис­тока VI включен резистор R7 с таким сопротивлением, чтобы падение напря­жения на нем составляло около 3В. На сток полевого транзистора поступает питание от батареи GB1 на 4,5В. Сле­довательно, полупроводниковый Прибор включен по схеме е общим стоком, аналогичной эмиттерному повторителю. Такой каскад отличается очень большим входным сопротивлением, значительным усилением по току и единичным усилением по напряжению — как раз теми параметрами, которые необходимы для высокоомного вольтметра.

Внутреннее сопротивление транзистора V1 и резистор R7 составляют левые плечи моста. Его правые плечи образует переменный резистор R3 («Уст. 0»). Перемещая его движок в ту или иную сторону, мост уравновешивают (прибор РА1 показывает 0). Если на вход вольтметра подать измеряемое напряжение отрицательной полярности, не превышающее  по величине 10В (положение переключателя S1 на схеме), напряжение на затворе изменится, ток истока уменьшится. Соответственно снизится и падение напряжения на резисторе R7, в то же время напряжение на движке потенциометра R9 останется прежним. Теперь через индикатор РА1 потечет ток и стрелка отклонится на некоторый угол вправо, указав величину измеряемого напряжения.

Переменный резистор R8 («К») служит для точной калибровки вольтметра, то есть для установки стрелки прибора на крайнее правое деление шкалы при измерении предельных напряжений 1-3-10-30-100 В.

Внешний вид вольтметра показан в начале статьи. На лицевой панели размером 170X80 мм, выполненной из металла или пластмассы, расположен микроамперметр М4204 с током полного отклонения 100 мкА. В этом случае не потребуется изменять градуировку штатной шкалы, а только умножать деления соответственно на коэффициенты 1—0,3—0,1—0,03—0,01. На панели закреплен также переключатель пределов измерений. Под ним размещены гнезда « + » и «—» для подсоединения измерительных проводов со щупами. Там же находятся тумблер включения питания и регуляторы калибровки и установки 0. Корпус вольтметра размером 170Х80Х45 мм выполнен из тонкой (0,3— 0,5 мм) жести и окрашен нитрокраской.

Резисторы R1—R5 делителя напряжения, транзистор V1 и элементы R6, R7, С1 припаяны непосредственно к выводам переключателя S1 (рис. 5). Над ним с помощью П-образного держателя из жести закреплена батарея 3336Л.

В вольтметре можно применить полевой транзистор КП302 или КП303 с любым буквенным индексом. Постоянные резисторы — МЛТ или ВС на 0,5 или 0,25 Вт, переменные резисторы R8 и R9 — любого типа, но удобнее применить малогабаритные, например СПЗ-46. Конденсатор С1 должен иметь минимальный ток утечки, например керамический КМ-6, КТ-1 емкостью от 0,01 до 0,068 мкФ. Переключатель S1 — галетный с одной платой на 5 или 11 положений. Лучше, если галета будет фарфоровой, поскольку она обладает лучшей изоляцией. Тумблер включения питания — любого типа, например МТ-1.

Микроамперметр допустимо заменить на любой другой чувствительностью 50, 100, 200 или 300 мкА.

Питать вольтметр можно от батареи 3336Л или от выпрямителя с напряжением 5В (см. «М-К» № 7, 1983 г., «Столовая» для транзисторов»).

Калибровка. Если резисторы R1—R5 подобраны с точностью не ниже ±5%, прибор тогда можно калибровать на любом из пределов, например 3В (рис. 6). Для этого к батарее напряжением 4,5В подключите переменный резистор любого типа сопротивлением 1—10 кОм. К движку потенциометра и к «плюсовому» выводу батареи подсоедините эталонный и калибруемый вольтметры и установите на первом напряжение 3В, а стрелку второго переведите с помощью резистора R8 («К») на крайнее правое деление 100. Затем установите переключатель S1 на пределе 50В. Стрелка должна переместиться на деление с отметкой 30, что соответствует по этой шкале напряжению 3В. Далее переходим на предел 30В — стрелка установится на отметке 10. И наконец, при переключении на предел 100 3 стрелка окажется между вторым и третьим делениями в самом начале шкалы. Поскольку она имеет 50 делений, поэтому на пределе 100В одно деление соответствует напряжению 2В, а 1,5 деления — 3В.

Измерения начинайте с наибольшего предела 100В, переходя постепенно на меньшие пределы, пока стрелка прибора не окажется в правой половине шкалы, А тогда и производите отсчет показаний вольтметра.

Перед началом измерений убедитесь, что при включенном питании стрелка находится на 0. Если она немного ушла, ее устанавливают на нулевое деление с помощью переменного резистора R9. Значительный уход стрелки от отметки 0 указывает на то, что батарея разрядилась.

Закончив измерение, выключите питание тумблером S2, а переключатель S1 установите на предел 100 В.

Метки: вольтметрВысокоомный вольтметрмиллиамперметрмонтажная схема высокоомного вольтметрамостовая схема включенияпринципиальная схема высокоомного вольтметрарезисторсопротивление транзисторасхема калибровки вольтметраэлектрическая схема вольметраэмиттерный повторитель

Высокоомный вольтметр

Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии. Идеальный вольтметр должен обладать бесконечно большим внутренним сопротивлением. Поэтому чем выше внутреннее сопротивление в реальном вольтметре, тем меньше влияния оказывает прибор на измеряемый объект и, следовательно, тем выше точность и разнообразнее области применения. Рихмана Принцип работы вольтметров дискретного действия состоит в преобразовании измеряемого постоянного или медленно меняющегося напряжения в электрический код с помощью аналого-цифрового преобразователя , который отображается на табло в цифровой форме.

Поиск данных по Вашему запросу:

Высокоомный вольтметр

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• «РАДИО» НАЧИНАЮЩИМ Рис. 19 Рис. 17 Рис. 18 Высокоомный вольтметр постоянного тока
• Справочник химика 21
• Грибанов Ю. И. Измерения в высокоомных цепях
• Высокоомный вольтметр
• На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками
• Высокоомный вольтметр со стрелочным индикатором (741)

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Вольтметр Своими Руками

«РАДИО» НАЧИНАЮЩИМ Рис. 19 Рис. 17 Рис. 18 Высокоомный вольтметр постоянного тока

Отвечая на вопросы любознательных учеников, зарабатывай баллы, которые можно потратить на подарок себе или другу! Найти ЭДС батареи, если сила тока короткого замыкания для нее равна 1 А. Ответ или решение 0.

Знаешь ответ? Как написать хороший ответ? Как добавить хороший ответ? Мореплаватель — имя существительное, употребляется в мужском роде. К нему может быть несколько синонимов. Старый моряк смотрел вдаль, думая о предстоящем опасном путешествии; 2.

На аргонавте были старые потертые штаны, а его рубашка пропиталась запахом моря и соли; 3. Опытный мореход знал, что на этом месте погибло уже много кораблей, ведь под водой скрывались острые скалы; 4. Морской волк. Старый морской волк был рад, ведь ему предстояло отчалить в долгое плавание.

Спасибо Ну, синоним это такое слово, которое очень похоже на другое по своему обозначению. Тут может подойти что-то связанное с морем.

Спасибо 0. Нужен ответ Физика. Список предметов. Вход Регистрация. Вход Facebook ВКонтакте. Войти Забыли пароль? Регистрация Ваше имя. Спросить быстрее, чем искать ответ! У тебя есть вопрос по учебе?

Справочник химика 21

О пригодности вольтметра для измерения напряжений в тех или иных цепях радиотехнического устройства судят по его внутреннему, или, что то же самое, входному сопротивлению, которое складывается из сопротивления рамки стрелочного прибора и сопротивления добавочного резистора. Для другого предела измерений данные добавочного резистора будут другими, а значит, изменшся и входное сопротивление вольтметра. Это удобнее: входное сопротивление вольтметра на разных пределах измерений разное, а относительное входное сопротивление постоянное. В транзисторных конструкциях приходится измерять напряжение от долей вольта до нескольких десятков вольт, а в ламповых еще больше. Поэтому однопредельный вольтметр неудобен.

Проблема — нужен вольтметр с входным сопротивлением МОм или больше, иначе он сильно Тема: Высокоомный вольтметр.

Грибанов Ю. И. Измерения в высокоомных цепях

Последние два десятка лет у радиолюбителей популярны малогабаритные цифровые мультиметры с ЖК дисплеем и автономным питанием. Мультиметры низшей ценовой категории, например, из серий М83х, DT83x дёшевы, но неудобны в использовании, имеют низкую точность измерения, не содержат элементов защит от неправильного использования. Более серьёзные мультиметры с автоматическим выбором диапазонов, защитой, повышенной точностью измерений стоят уже в несколько раз дороже. Даже если вы не сожжёте мультиметр, например, подключением к сети напряжения В переменного тока, когда его переключатель рода работ находится в положении измерения сопротивлений, рано или поздно, а скорее рано, при интенсивной эксплуатации прибора печатные контакты переключателя придут в негодность от износа. Измерительные приборы с автоматическим выбором пределов измерений позволяют продлить срок службы переключателя рода работ. Ещё более продлит срок службы мультиметров то, если на рабочем месте будет одновременно эксплуатироваться несколько мультиметров, каждый из которых большую часть времени производит измерения только одной электрической величины, что уменьшит необходимость пользоваться переключателем рода работ. Например, у автора один мультиметр измеряет сопротивления, другой ёмкость, третий измеряет переменный ток, четвёртый тестирует полупроводниковые переходы и т.

Высокоомный вольтметр

Многопредельный вольтметр с линейной шкалой. Индикатор анодного напряжения. Изготовить многопредельный высокоомный вольтметр можно самостоятельно при наличии микроамперметра магнитоэлектрической системы с пределом измерения 50 мкА. К ним относятся микроамперметры типов М24, ММ, ММ, ММ, М, М и другие, отличающиеся классом точности, размером шкалы и сопротивлением рамки, которое обычно указывается на шкале или в паспорте прибора. Если сопротивление рамки неизвестно, его можно определить следующим способом.

В этом разделе можно узнать род и склонение существительных и прилагательных, степени сравнения прилагательных, спряжение глаголов, таблицы времен для английского, немецкого, русского, французского и испанского.

На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками

Форум Список пользователей Все разделы прочитаны Справка Расширенный поиск. Форум Оборудование Подбор Оборудования Высокоомный вольтметр. Страница 1 из 3 1 2 3 Последняя К странице: Показано с 1 по 10 из Тема: Высокоомный вольтметр. Высокоомный вольтметр Бьюсь в муках поиска. В установке есть крионасос, его рабочий элемент охлаждается до примерно 15 кельвин.

Высокоомный вольтметр со стрелочным индикатором (741)

Отвечая на вопросы любознательных учеников, зарабатывай баллы, которые можно потратить на подарок себе или другу! Найти ЭДС батареи, если сила тока короткого замыкания для нее равна 1 А. Ответ или решение 0. Знаешь ответ? Как написать хороший ответ? Как добавить хороший ответ?

Высокоомный вольтметр постоянного тока Авометр Ц20, как известно, предназначен для измерения постоянного напряжения. Однако пользоваться им.

Грибанов Ю. Измерения в высокоомных цепях Ю. Издание второе, исправленное и дополненное. Берг А.

При измерении постоянных напряжений в различных участках электронного устройства важно, чтобы подключение вольтметра к ним не вызывало заметного нарушения режима работы соответствующей электрической цепи. Поэтому вольтметр должен иметь достаточно большое входное сопротивление. Данному требованию удовлетворяют вольтметры, на входе которых установлены полевые транзисторы. Объясняется это тем, что у этих полупроводниковых приборов входное сопротивление может достигать десятков и даже сотен мегом. Принцип действия вольтметра на полевом транзисторе несложен.

Log in No account?

Форум посвящен вопросам релейной защиты и автоматики РЗА. Обмену опытом и общению релейщиков. Активные темы 12 Темы без ответов Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться. Хотелось бы поднять тему. Там замеры показывают уже около 90 В. Как я понимаю, сопротивление такого порядка создает перекос напряжения между плюсом и минусом Мультиметр подтверждает, что перекос появляется.

Для измерения постоянных напряжений часто необходимо иметь вольтметр, обладающий возможно большим входным сопротивлением. Такой вольтметр можно построить, используя усилитель постоянного тока автогенераторного типа и варикапный мост или ёмкостный делитель. Измеряемое им напряжение в нём управляет цепью положительной обратной связи автогенератора.

Высокоомный вольтметр — Особые запросы

Vova

November 5, 2020, 1:16pm

#1

Доброго времяни. Можете разработать высокоомный вольтметр с входом -1500/+1500 мв. и выходом или аналоговым или RS-485?
Подобный вот этому https://forum.cxem.net/index.php?/topic/198267-рн-датчик-с-аналоговым-выходом/

BrainRoot November 5, 2020, 4:44pm

#2

Добрый день. Можем. Но судя по остальным резисторам в мосте схемы по сылке — не такой он и высокоомный.
Чем плох WBIO-AI-DV-12? В режиме диффвхода — сопротивлениее 200 кОм.

Vova November 5, 2020, 8:28pm

#3

По характеристикам вполне подойдёт. Только вот вопрос, будет ли данный модуль видеть ЭДС рН электрода? Вы можете протестировать WBIO-AI-DV-12 с электродом рН, Или передать мне на тест?

BrainRoot

November 6, 2020, 7:32am

#4

Модуль сам по себе не работает. Он требует подключения к контроллеру либо работает через RS-485 по modbus через https://wirenboard.com/wiki/WB-MIO

Vova:

Вы можете протестировать WBIO-AI-DV-12 с электродом рН

Узнаю, есть ли такие в наличии. Вы территориально где? Может быть проще вам в офис наш заехать и проверить?

Vova

November 6, 2020, 8:05am

#5

Мы находимся в Липецкой области. Протестировать у Вас в офисе не самый лёгкий способ. Для теста нужны образци калибровочных растворов. Все образци растворов есть у нас на стенде для тестирования оборудования. Думаю проще будет забрать у Вас модуль протестировать у нас на месте на стенде, отправить вам обратно модуль и отчёт тестирования, после чего принять решение о возможности применения данных модулей в нашем оборудовании.

Для подключения модуля к ПК или ПЛК по RS-485 по протоколу Modbus RTU потребуется WB-MIO, или чтото ещё? Если такой вариант Вас устроит, мы готовы приехать.

EvgenyBoger November 6, 2020, 8:36am

#6

Добрый день! А сколкьо штук приборов вам понадобится, если успешно протестируете?

Vova November 6, 2020, 11:40am

#7

Если по результатам теста станет ясно что электродные измерительные системы совместимы с данными модулями, купим 2 модуля и два модуля для подключения по rs-485 и продолжим уже долговременное тестирование при разных условиях и разных задачах, если всё пройдёт хорошо тогда будим планировать внедрение этих модулей в наше оборудование. Думаю несколько штук в месяц.

Vova November 17, 2020, 5:12am

#8

Добрый день. Необходима доработка WBIO-AI-DV-12 по входу до характиристик плюс/минус 1000 мВ, сопротивление входа 1,4 гОм. Это возможно?

fizikdaos November 17, 2020, 6:40am

#9

Можно выпаять лишние компоненты, защиту и резистор подтяжки к земле. Останется только входное сопротивление АЦП. Но у него характеристики не выдающиеся:

даташит на ацп: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1015.pdf?ts=1605512896868&ref_url=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F
Для входного сопротивления в ГОм надо ставить неинвертирущий повторитель, наверное можно на макетке собрать. ну или что-то готовое поискать среди лабораторного оборудования.

Vova November 17, 2020, 11:18am

#10

На фото сможете показать что лишние нужно убрать? какие конкретно компаненты нужно выпаять?

BrainRoot November 17, 2020, 12:02pm

#11

fizikdaos:

Для входного сопротивления в ГОм надо ставить неинвертирущий повторитель, наверное можно на макетке собрать.

Можно и инвертирующий — программно учесть.
Я б посмотрел на интструментальные услилители и с их помощью привел бы измеряемый сигнал к диапазону АЦП. Это путь правильней чем пытаться доработать готовое устройство, КМК.
Например
чип https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD620.pdf
и платка на нем:
https://aliexpress.ru/item/4000525450987.html

Vova November 17, 2020, 12:56pm

#12

Можете Вы разработать модуль с характиристиками: 2 входа плюс/минус 1000 мВ, сопротивление входов 1,4 гОм. и выходом RS-485?

fizikdaos November 17, 2020, 1:38pm

#13

Выпаять эти резисторы 200k.
Нет, разработку делать не будем — слишком специфическая задача.

Почему вольтметр должен иметь большее сопротивление, чем любой элемент цепи, к которому подключен вольтметр?

Спросил 4 года, 7 месяцев назад

Изменено 3 года назад

Просмотрено 15 тысяч раз

$\begingroup$

В моем учебнике сказано, что для амперметра:

Необходимо, чтобы сопротивление $R_A$ амперметра было очень большим. меньше других сопротивлений в цепи. В противном случае самое присутствие измерителя изменит измеряемый ток.

Что для меня имеет определенный интуитивный смысл. Можно было бы надеяться, что его сопротивление очень низкое, потому что в противном случае это было бы похоже на попытку измерить скорость автомобиля, подкладывая перед ним шипы под его шины.

Однако то, что написано для вольтметров, для меня , а не интуитивно понятно:

Важно, чтобы сопротивление $R_V$ вольтметра было намного больше, чем сопротивление любого элемента цепи, к которому подключен вольтметр. В противном случае измеритель изменяет разность потенциалов, которая должна быть измерена.

Почему маленькое сопротивление мешает чему-либо? Почему ограничение тока носителей заряда необходимо при измерении разности потенциалов в цепи? Это исходит от кого-то, кто очень не знаком со схемами в целом, но пытается учиться постепенно.

• электрические цепи
• электрические сопротивления
• напряжения
• электротехнические

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Вольтметр должен иметь гораздо большее сопротивление по сравнению с любым элементом цепи, к которому он подключен, потому что вольтметр с низким внутренним сопротивлением будет потреблять ток из цепи, который изменяет само напряжение на элементе цепи, который вы пытаетесь определить. Очень высокое внутреннее сопротивление и, следовательно, очень малый ток через вольтметр гарантирует, что в цепи будет незначительное возмущение токов и, следовательно, измеряемого напряжения.

$\endgroup$

4

$\begingroup$

Рассмотрим, как вольтметр и амперметр подключены к цепи и как сопротивление метр изменит общее сопротивление цепи.

$\endgroup$

$\begingroup$

Простая модель вольтметра представляет собой известное сопротивление, скажем, $R_m$ последовательно с амперметром. Текущее показание может быть затем откалибровано по напряжению по закону Ома. Срок разность потенциалов дает представление о том, как вольтметр используется для измерения напряжения на некотором резисторе, скажем, $R$: вы помещаете вольтметр на сопротивление $R$. Измерение тока через $R_m$ дает напряжение как на $R_m$, так и на $R$. Вы хотите, чтобы вольтметр влиял на ток, протекающий через исходную цепь, так что вам нужно, чтобы значение $R_m$ параллельно с $R$ было как можно ближе к $R$, что означает, что $R_m$ намного больше любого резисторы в цепи. Конечно, есть компромисс: если сделать $R_m$ бесконечным, то ток через амперметр не течет.

$\endgroup$

$\begingroup$

Допустим, у нас есть идеальное питание 2 В, и мы последовательно подключаем к нему два одинаковых резистора сопротивлением $r\Omega$. У нас должно быть 1 В на каждом резисторе.

Теперь возьмем наш стандартный мультиметр с входным сопротивлением $10\mathrm{M\Omega}$ и попытаемся использовать его для измерения напряжения на одном из резисторов. Какое у нас измеренное напряжение?

Итак, счетчик теперь подключен параллельно нашему резистору, поэтому нам нужно принять это во внимание, когда мы запускаем наш расчет делителя напряжения, значение нашего резистора и счетчика параллельно составляет $\frac{r \times10^7}{ r +10^7}$, поэтому наше уравнение делителя напряжения становится равным 99 \rightarrow v \ приблизительно 0,01960784$$

Мы видим, что, когда r намного меньше, чем входное сопротивление нашего измерителя, наш измеритель оказывает незначительное влияние на цепь, вероятно, слишком малое для измерения, но поскольку сопротивления в нашей цепи Становимся больше, наш измеритель оказывает все большее влияние на схему, пока полностью не изменит ее поведение.

$\endgroup$

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

электрических цепей. Почему через вольтметр почти не проходит ток?

Спросил 2 года, 6 месяцев назад

Изменено 2 года, 6 месяцев назад

Просмотрено 3к раз

$\begingroup$

Я понимаю, что высокое сопротивление вольтметра почти не пропускает через него ток. Однако для чего необходимо это условие? Рассмотрим простую схему, состоящую из ячейки и резистора. Падение потенциала на резисторе будет таким же, как разность потенциалов на ячейке. Теперь, если ввести вольтметр через резистор, так как вольтметр и резистор соединены параллельно, падение потенциала на резисторе и вольтметре будет одинаковым, хотя ток, проходящий через резистор и вольтметр, будет меняться в зависимости от их сопротивления. Итак, мне кажется, что падение потенциала на резисторе (которое измеряет вольтметр) не зависит от тока, протекающего через резистор и вольтметр, и, следовательно, не зависит от сопротивления вольтметра.

Итак, почему ток через вольтметр почти не течет (вот почему вольтметр должен иметь очень высокое сопротивление)?

• электрические цепи
• электрические токовые
• электрические сопротивления
• напряжения

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Без вольтметра

См. приведенную ниже схему. Перед установкой вольтметра ток в цепи равен $E/(R_1+R_2)$, где $E$ — ЭДС батареи. Таким образом, разность потенциалов на $R_2$ равна 9.0005

$$V_0=E\frac{R_2}{R_1+R_2}$$

^{Источник изображения}

После вольтметра

Пусть сопротивление вольтметра равно $R_V$. Тогда эквивалентное сопротивление цепи будет

$$R_{\text{eq}} =R_1 + \frac{R_2 R_V}{R_2+R_V}$$

Следовательно, ток через цепь будет

$ $I_{\text{total}}= \frac{E}{R_{\text{eq}}}$$

А ток через $R_2$ будет,

$$I_2 = I_{\text{ всего}} \frac{R_V}{R_2 + R_V}$$

Следовательно, разность потенциалов на $R_2$ будет равна

$$V=I_2 R_2 = I_{\text{total}} \frac{R_V R_2}{R_2 + R_V}= \frac{E}{R_{\ text{eq}}}\frac{R_V R_2}{R_2 + R_V} =\frac{E}{ R_1 + \frac{R_2 R_V}{R_2+R_V}}\frac{R_V R_2}{R_2 + R_V} $ $

, что упрощается до

$$V= E \frac{R_2 R_V}{R_1 R_2 +R_2 R_V + R_V R_1}$$

Ясно, что это отличается от исходного результата без вольтметра ($V_0$). Также, когда $R_V \rightarrow \infty$, $V\rightarrow V_0$ ожидается. При всех конечных значениях $R_V$ $V

Интуиция

При параллельном подключении вольтметра эквивалентное сопротивление цепи уменьшается, а общий ток увеличивается. Но в то же время ток также делится на $R_2$ и $R_V$, что приводит к более низкому току через $R_2$. Последний эффект преобладает, и на $R_2$ получается меньшая разность потенциалов. Поэтому мы пытаемся свести к минимуму эти два эффекта, увеличив $R_V$. Это ясно видно из математики этого сценария.

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Цель состоит в том, чтобы вольтметр как можно меньше влиял на остальную часть цепи. Чем выше сопротивление, тем меньше эффект. Если представить себе противоположную крайность, то она более понятна: независимо от цепи, если вы доведете сопротивление вольтметра до нуля, измеренное напряжение тоже упадет до нуля (и вы, вероятно, что-то сломаете).

Когда я проходил курс электроники переменного/постоянного тока, мы были вынуждены использовать эти древние вольтметры (пример). Проблема с ними заключается в том, что сопротивление на самом деле было довольно низким, может быть, всего 100 Ом (в зависимости от настройки), поэтому они сильно влияли на схему. Чтобы получить правильное напряжение (до того, как вы подключили вольтметр), вам нужно было (вручную) выяснить, как вольтметр влияет на цепь, а затем рассчитать правильное напряжение.

$\endgroup$

0

$\begingroup$

Обычно, когда мы подключаем вольтметры или амперметры, мы не хотим нарушать остальную часть схемы . Это означает максимальное сохранение разницы тока и напряжения в цепи. И поскольку любое сопротивление, подключенное параллельно к части цепи, будет обеспечивать одинаковую разность потенциалов, наименьшая помеха для основной цепи возникает, когда ток в новой ветви (ветви вольтметра) как можно меньше. Так как $V=IR$, для уменьшения тока мы используем максимально возможное значение $R$.

И так же мы можем рассуждать, почему сопротивление должно быть маленьким для амперметра (соединенного последовательно).

$\endgroup$

5

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

электрического тока — Влияет ли сопротивление вольтметра на поведение этой цепи?

Спросил 3 года, 8 месяцев назад

Изменено 1 год, 6 месяцев назад

Просмотрено 7к раз

$\begingroup$

У меня такая установка.

Состоит из батареи без внутреннего сопротивления с напряжением $V$ и резистора с сопротивлением $R$. Он же состоит из вольтметра какого-то ( не такое большое ) сопротивление, какое должно быть у хороших.

Теперь у меня вопрос: будет ли иметь значение сопротивление вольтметра для этой конкретной цепи?

Я думаю, что вольтметры должны иметь высокое сопротивление только тогда, когда в цепи есть несколько сопротивлений… и поскольку внутреннее сопротивление батареи всегда вносит свой вклад в общее сопротивление в реальных случаях, вольтметр всегда должен быть очень высокое сопротивление. (Пожалуйста, поправьте меня, если я ошибаюсь)

Я видел другие вопросы, связанные с вольтметрами на этом сайте, и погуглил, но не нашел ответа.

• электрические цепи
• электрические токовые
• электрические сопротивления
• напряжение
• аккумуляторы

$\endgroup$

0

$\begingroup$

Если у вас есть батарея без внутреннего сопротивления или с внутренним сопротивлением, которое пренебрежимо мало по сравнению с вашим резистором $R$ (и сопротивлением вольтметра), тогда да, относительно низкое сопротивление вашего вольтметра не изменит измеренное значение. Напряжение.

Вы правы в том, что вольтметр может влиять на напряжение на $R$ только тогда, когда в цепи есть несколько сопротивлений, потому что, если нет других сопротивлений, падение напряжения на (несуществующих) других сопротивлениях должно быть равно нулю.

$\endgroup$

0

$\begingroup$

Теперь мой вопрос: будет ли сопротивление вольтметра иметь значение для этой конкретной цепи?

№

Поскольку батарея не имеет внутреннего сопротивления, она является идеальным источником напряжения, то есть напряжение на клеммах батареи, $V$ и, следовательно, напряжение на нагрузке $V_{R}$, всегда будут одинаковыми, независимо от того, насколько низкое сопротивление $ Р$ есть. Хотя сопротивление вольтметра, включенного параллельно $R$, снижает эквивалентное сопротивление и увеличивает ток от батареи, оно не влияет на измеряемое напряжение на R.

Настоящая батарея имеет внутреннее сопротивление $r_{b}$. Это означает, что любое увеличение тока из-за тока, потребляемого вольтметром, вызовет падение напряжения внутри батареи и уменьшит напряжение на резисторе R 9.0005

Вольтметр должен иметь входное сопротивление, значительно превышающее сопротивление, к которому он подключен, чтобы ток, потребляемый параллельной комбинацией, не приводил к заметному падению напряжения батареи, которое является измеряемым напряжением.

Я показал вашу схему ниже, но с внутренним сопротивлением батареи, чтобы показать ее влияние на измеряемое напряжение.

Надеюсь, это поможет

$\endgroup$

$\begingroup$

Внутреннее сопротивление ($R_V$) вольтметра параллельно с $R$. Следовательно, полное сопротивление нагрузки на аккумуляторе ($R_L$) немного ниже, как определено выражением $$R_L=\frac{RR_V}{R+R_V}$$

В результате от батареи будет течь немного больший ток. батарея. Это, в свою очередь, приведет к небольшому падению напряжения батареи из-за внутреннего сопротивления батареи.

В этом случае вольтметр будет измерять немного более низкое напряжение, чем если бы его внутреннее сопротивление было бесконечным. Вольтметр с небесконечным внутренним сопротивлением (т. е. реальный) всегда создает некоторую дополнительную нагрузку на цепь и, следовательно, всегда будет влиять на показания.

$\endgroup$

$\begingroup$

Чрезвычайно высокое сопротивление вольтметра имеет решающее значение для измерения падения напряжения на компоненте.

Формула для нахождения эквивалентного сопротивления двух параллельно соединенных резисторов: $\frac{R_{1}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}$.

Теперь $$\lim_{R_{2}\to\infty} \frac{R_{1}R_{2}}{R_{1}+R_{2}} = R_1$$, если вы пройдете несколько алгебра. Таким образом, мы можем видеть, что чем выше сопротивление в нашем вольтметре, тем менее важным оно становится в эквивалентном сопротивлении в системе.

В вашей конкретной схеме мы пытаемся измерить падение напряжения только на 1 резисторе, поэтому сопротивление вольтметра имеет огромное значение. Согласно вашей постановке задачи, вольтметр не имеет бесконечного сопротивления, поэтому мы не можем игнорировать его сопротивление в этом конкретном случае.

$\endgroup$

$\begingroup$

Вы правы, что низкое сопротивление вольтметра не повлияет на его измерение. Правило, согласно которому сопротивление вольтметра должно быть большим по сравнению со всеми резисторами в цепи, заключается в том, что вы можете использовать вольтметр в цепях последовательного сопротивления / импеданса, не задавая свой вопрос.

Я бы изменил ваше утверждение, включив импеданс, а не только сопротивление.

$\endgroup$

$\begingroup$

У вас наоборот. Сопротивление практически каждого цифрового вольтметра стандартно равно 10 МОм.