Dalam kondisi apa akan menggunakan voltmeter lebih akurat daripada ammeter untuk mengukur arus?

Misalkan Anda memiliki rangkaian sederhana dengan sumber tegangan V1 yang terhubung ke resistor R1, seperti ini:

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Anda dapat menghubungkan ammeter secara seri, dan kemudian resistansi internal ammeter akan memengaruhi pembacaan saat ini, menyebabkan beberapa kesalahan. Tetapi Anda juga bisa menghubungkan voltmeter (dengan resistansi internal yang tinggi) secara paralel melintasi R1, dan menghitung arus dengan membagi voltase yang diukur dengan R1. Masih akan ada beberapa kesalahan karena resistansi internal voltmeter, tetapi mana yang lebih akurat? Atau lebih khusus lagi, di bawah kondisi apa (yaitu arus besar / kecil, R1, V1, dll.) Apakah akan lebih akurat untuk menggunakan pendekatan kedua, dengan voltmeter daripada ammeter?

Mari kita ambil dua contoh, satu dengan resistansi arus tinggi dan rendah, dan satu dengan resistansi arus rendah dan tinggi. Mari kita juga asumsikan Ammeter kita memiliki hambatan$1\Omega$ dan Voltmeter kami memiliki impedansi $1M\Omega$

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Di sirkuit ini, kami memiliki sumber impedansi sangat rendah dan resistansi beban rendah. Situasi ini tidak terlalu baik untuk ammeter, karena resistensi shunt$1\Omega$ akan mengubah total perlawanan menjadi $11\Omega$, yang cukup banyak ubahan. Namun, Voltmeter memiliki impedansi tinggi dibandingkan dengan resistor beban sehingga hampir tidak mempengaruhi sama sekali. Selain itu, karena impedansi keluaran dari sumber sangat rendah, menambahkan beban lain secara paralel akan mempengaruhi tegangan pada V1 sangat sedikit. Dalam hal ini, dengan asumsi tahanan beban diketahui secara akurat, voltmeter adalah pilihan yang lebih baik.

^{mensimulasikan rangkaian ini}

Di sirkuit ini, baik impedansi beban dan sumber tinggi. Jika kita meletakkan Voltmeter secara paralel dengan R1, maka$1M\Omega$ Impedansi input cukup dekat dengan R1, dan akan mengubahnya $90.9k\Omega$. Namun, ammeter$1\Omega$ resistansi tidak akan mempengaruhi resistan beban nyata, karena jauh lebih rendah daripada $100k\Omega$. Selain itu, karena impedansi V1 sangat tinggi, menambahkan beban secara seri tidak akan mempengaruhi arus yang dihasilkannya. Dalam hal ini, menambahkan ammeter secara seri adalah pilihan yang lebih baik.

Seperti yang Anda lihat, memilih instrumen dengan impedansi yang tinggi di mana impedansi sumber rendah, dan impedansi yang rendah ketika impedansi sumber tinggi adalah pilihan terbaik untuk meminimalkan kesalahan yang disebabkan dengan menambahkan instrumen ke sirkuit.

Ada banyak alasan di luar keakuratan, meskipun keakuratan muncul dalam contoh pertama saya. Berikut adalah beberapa aplikasi dunia nyata yang pernah saya tangani. Pertama, dua dari pengaturan universitas:

• Jika ada kemungkinan kecil transien atau gangguan saat ini adalah masalah. Ammeter terlalu lambat untuk merespons tetapi Anda dapat menukar voltmeter dengan osiloskop (mengusir LED dari catu daya digital dalam mode arus konstan menyebabkan sesekali langkah 1mA dalam arus, memutuskan eksperimen).
• Bila Anda ingin dapat melepaskan meteran tanpa memutus rangkaian atau mematikan (mis. Menyiapkan beberapa eksperimen dioda laser dalam pengaturan pendidikan dengan rangkaian sumber arus sederhana - ukurlah $V$ melintasi serangkaian $1\Omega$ resistor dibangun ke dalam rangkaian drive dan Anda dapat mengambil meteran.

Kemudian satu (secara harfiah) lebih dekat ke rumah:

• Dalam elektronik otomotif kadang-kadang Anda memiliki arus tinggi pada daya penghubung, tetapi Anda ingin mengukur arus rendah sesudahnya. Anda dapat (i) mengatur meter dalam mode mA, membuat pendek, menghubungkan baterai, melepas pendek, atau (ii) menghubungkan sebuah resistor daya secara seri dan mengukur V di seluruh itu. Yang terakhir direkomendasikan jika Anda hanya memiliki persediaan sekering multimeter terbatas. (Saya hanya memiliki rentang 200mA dan 10A DC yang tersedia di beberapa meter, rentang 10A memiliki presisi 100mA dan saya mencoba melacak saluran ~ 40mA)