Предположим, у вас есть простая схема с источником напряжения V1, подключенным к резистору R1, например:
смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab
Вы можете подключить амперметр последовательно, и тогда внутреннее сопротивление амперметра повлияет на фактическое значение тока, что приведет к некоторой ошибке. Но вы также можете подключить вольтметр (с высоким внутренним сопротивлением) параллельно через R1 и рассчитать ток путем деления измеренного напряжения на R1. Из-за внутреннего сопротивления вольтметра все равно будет какая-то ошибка, но что будет более точным? Или, более конкретно, при каких условиях (т. Е. Большой / малый ток, R1, V1 и т. Д.) Было бы более точно использовать второй подход с вольтметром вместо амперметра?
V1
источник постоянного напряжения, то вольтметр не повлияет на ток в резисторе, даже если внутреннее сопротивление вольтметра низкое. ... источник напряжения просто подаст больший ток для использования вольтметра.Ответы:
Давайте возьмем два примера: один с высоким током и низким сопротивлением, а другой с низким током и высоким сопротивлением. Давайте также предположим, что наш амперметр имеет сопротивление1Ω и наш вольтметр имеет сопротивление 1MΩ
смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab
В этой схеме у нас очень низкий источник сопротивления и низкое сопротивление нагрузки. Эта ситуация не очень хороша для амперметра, так как это шунтирующее сопротивление1Ω собирается изменить общее сопротивление 11Ω , что довольно много изменений. Однако вольтметр имеет такой высокий импеданс по сравнению с нагрузочным резистором, что почти не влияет на него. Кроме того, поскольку выходное сопротивление источника очень низкое, параллельное добавление нагрузки будет очень мало влиять на напряжение на V1. В этом случае, если сопротивление нагрузки точно известно, вольтметр является лучшим выбором.
смоделировать эту схему
В этой схеме полное сопротивление нагрузки и источника высокое. Если мы поместим вольтметр параллельно с R1, то1MΩ входной импеданс довольно близок к R1 и изменит его на 90.9kΩ , Тем не менее, амперметр1Ω сопротивление вряд ли повлияет на реальное сопротивление нагрузки, так как оно намного ниже, чем 100kΩ , Кроме того, поскольку импеданс V1 очень высок, добавление последовательной нагрузки к нему вряд ли повлияет на ток, который он производит. В этом случае добавление амперметра в серии является лучшим выбором.
Как вы можете видеть, выбор прибора с высоким импедансом, где импеданс источника низкий, и импедансом низким, когда импеданс источника высокий, являются наилучшим выбором, чтобы минимизировать ошибку, вызванную добавлением инструмента в цепь.
источник
Есть много причин, помимо точности, хотя в моем первом примере это действительно так. Вот несколько реальных приложений, с которыми я имел дело. Сначала два из настроек университета:
Тогда один (буквально) ближе к дому:
источник