2.9. Способи підключення приладів (амперметр, вольтметр) до ділянки кола
в залежності від його опору
Для вимірювання активних опорів за допомогою амперметра і вольтметра можна скористатися однією зі схем (рис. 2.11 а. 2.11 б).
В обох випадках опір розраховується за формулою: (2.15)
Якби вимірювальні прилади були ідеальними (внутрішній опір амперметра дорівнює нулю, вольтметра - нескінченності), то вони не вносили б спотворень в електричний ланцюг і отримане в результаті розрахунку значення опору було б вірним. Наявність же кінцевих опорів у вимірювальних приладів призводить в обох схемах до похибки вимірювань.
Значення опору R, виміряного за схемою 2.11а. буде менше його дійсного значення, оскільки амперметр вимірює суму струмів, що проходять через вольтметр і через резистор:
З урахуванням внутрішнього опору вольтметра значення опору дорівнюватиме: (2.16)
Зі схеми і формули (2.16) видно, що чим більше внутрішній опір вольтметра в порівнянні з опором резистора, тим менший струм проходить через вольтметр і тим менше похибка вимірювань.
Значення опору R, виміряного за схемою 2.11б. буде більше його дійсного значення, так як вольтметр вимірює суму напружень на амперметр і резистори:
З урахуванням внутрішнього опору амперметра значення опору дорівнюватиме:
Похибка вимірювань в цьому випадку буде тим менше, чим менше опір амперметра в порівнянні з вимірюваним опором.
Таким чином, схемою 2.11а слід користуватися для вимірювання малих опорів, а схемою 2.11б - для вимірювання великих опорів. Для більш точних розрахунків опору ділянки кола необхідно враховувати
внутрішні зі спротиву вимірювальні х приладів і замість формули (2.15) іс користуватися формули (2.16) і (2.17) в залежності від обраної схеми.
На малюнку 2.12 наведені графіки вольт-амперної характеристики резистора опором 50 кОм. Графік 1 побудований за показаннями амперметра і вольтметра. Прилади були зібрані за схемою малюнка 2.11а. в якості амперметра і вольтметра використані авометра АВО-63. За графіком 1 добре видно як впливає перемикання меж вимірювання вольтметра (2В, 10В, 50В) на режим роботи електричного кола. На графіку 2 показана ВАХ резистора, знята по точках по тій же схемі, де в якості амперметра використовується АВО-63, а в якості вольтметра - прилад Щ4313. Графік 3 являє собою збігаються графіки, побудовані за експериментальними даними графіків 1 і 2 з урахуванням внутрішнього опору вимірювальних приладів.
У паспортах вимірювальних приладів не завжди вказуються точні значення внутрішніх опорів. Так, наприклад, для приладу Щ4313 зазначено, падіння напруги на затискачах приладу при вимірюванні постійного струму не перевищує 600 мВ. Нами експериментально визначено, що при вимірюванні постійного струму падіння напруги на затискачах приладу Щ4313 одно 199,9 мВ при максимальному показання (без перевантаження) на будь-якому з меж вимірювання струму. Значення внутрішнього опору амперметра приладу Щ4313 на різних межах вимірювання наведені на сторінці 34.