Чому мій мультиметр показує неправильну напругу над великим резистором?

Мені важко відповісти на одне конкретне питання щодо нашого експерименту. У нашому експерименті R1 і R2 були встановлені на 1Meg кожен, а пізніше на 10k ... Я розумію потребу в R1 і R2 трохи. Без R1 і R2 розподіл напруги не було б точно 50-50 для D1 і D2, оскільки жоден два діоди не є абсолютно однаковими. У обох D1 і D2 будуть однакові струми витоку (без R1 і R2), оскільки вони просто послідовно. Однак вони, ймовірно, матимуть невідповідні IV криві, тож саме цей струм витоку призведе до V @ D1 / = V @ D2.

Питання, яке мені важко, полягає в тому, чому V @ R1 + V @ R2 / = 10v, коли R1 = R2 = 1Meg? ... З іншого боку, ці дві напруги складаються (до 10 V), коли R1 = R2 = 10k ... Я включив опір джерела 60 Ом у свою діаграму для повноти. Однак, як я бачу, і D1, і D2 є зворотно зміщеними, і, таким чином, вони пропонують дуже великий (зворотний опір), який повинен бути набагато більшим, ніж 60 Ом. Навіть при паралельному поєднанні зворотного опору 1Meg і D1 він все одно повинен бути набагато більшим, ніж 60 Ом. Я спробував думати відповідь з точки зору RD1reverse // R1 = Req1 і RD2reverse // R2 = Req2. Req1 + Req2 (серія) все-таки повинна бути набагато більше 60 Ом, і я вважав, що 10v все ж повинні з’являтися у вузлі катода D1. І все ж у нашому експерименті V @ R1 + V @ R1 <10v.

Чи може хтось вказати на мене, якщо я думаю це неправильно? Деякі поради / натяк на перший крок дійсно будуть вдячні

Редагувати: на питання відповіли завдяки @CL. Припустимо, що D1 і D2 відкриті під час зворотного зміщення для простоти, зауваживши, що Rmultimeter = 10Meg, V @ R2 (показано на мультиметрі) = 10v * (1Meg // 10Meg) / ((1Meg // 10Meg) + 1Meg + 60) = 4,76 v вимірюється.

Вхідний опір вашого мультиметра змінює ланцюг:

З резисторами 10k різниця не мала б значення, але резистори 1М пропускають настільки мало струму, що додатковий струм через мультиметр має помітний ефект.

Якби ви знали вхідний опір вашого мультиметра, ви могли б обчислити напругу, яке ви отримаєте без нього.

Крім проблеми з мультиметром, ваш резистор 1 ймовірно, має 5% допуску. Щоб визначити діапазон напруг, який ви можете бачити, припустимо, що значення резисторів можуть змінюватися на цілих 10% (2 * 5%)$M\Omega$

Щоб побачити, чи це проблема чи мультиметр, виміряйте падіння напруги на нижньому резисторі, перемкніть резистори та повторіть вимірювання. Якщо вимірювання однакове, проблема полягає в імпедансі мультиметра. Якщо різні, питання полягає в стійкості до резистора.

Інша можливість полягає в тому, якщо ви торкаєтесь датчиків під час проведення вимірювань, і в цьому випадку ви стаєте паралельним резистором.

Щоб позбутися ефекту вхідного опору мультиметра, спробуйте зробити вимірювальний міст. Ви ставите щось на кшталт 1 к. Точного бака через джерело напруги і вимірюєте напругу між його склоочисником і точкою вимірювання. Потім ви регулюєте горщик, поки вимірювана напруга не дорівнює 0В. При напрузі 0В не буде протікати струм через мультиметр, що впливає на вимірювання. Після цього ви вимірюєте напругу на склоочиснику порівняно з 0В. Оскільки опір вашого горщика значно нижчий, ніж у вашого мультиметра, результат буде досить точним.

чому V @ R1 + V @ R2 / = 10v, коли R1 = R2 = 1Meg? ... ... І все ж у нашому експерименті V @ R1 + V @ R1 <10v.

Залежно від того, наскільки ви хочете, щоб це було теоретично. В теорії,

V @ R3 + V @ R1 + V @ R2 = 10v. Тож теоретично V @ R1 + V @ R2 <10.

Однак, оскільки струм в ланцюзі настільки малий (приблизно 10v / (R1 + R3 + R2) = 5ua), падіння напруги над R1 = 5ua * 60R = 300uv << 10v.

Тож V @ R1 + V @ R2 = 10v, для практичних цілей.

що не відповідає, коли R1 + R2 достатньо близький до R3, або ваш вимірювач достатньо точний, або ваш експеримент достатньо вибагливий.

З практичних причин припустіть, що сучасний мультиметр (з живленням, цифровим типом) сам по собі буде вести себе як 10 або 20 мегаомних резисторів; це змінить зображений дільник напруги на 5 або 10%.

Аналогові, які працюють без власного джерела живлення для вимірювання напруги, зазвичай мають нижчий вхідний опір, що також залежить від того, який діапазон вимірювання встановлений.

Існують вольтметри, які мають набагато більший вхідний опір, але це, як правило, лабораторний клас, ніж портативне польове обладнання, оскільки їх легко плутати (показуючи ненульові значення з зондами, підключеними ні до чого) або навіть пошкоджувати статичною електрикою.