Dlaczego mój multimetr pokazuje nieprawidłowe napięcie na dużym rezystorze?

Trudno mi odpowiedzieć na jedno konkretne pytanie dotyczące naszego eksperymentu. W naszym eksperymencie R1 i R2 zostały ustawione na 1 Meg, a później na 10 000 ... Rozumiem trochę potrzebę R1 i R2. Bez R1 i R2 podział napięcia nie wynosiłby dokładnie 50-50 zarówno dla D1, jak i D2, ponieważ żadne dwie diody nie są całkowicie identyczne. Zarówno D1, jak i D2 będą miały takie same prądy upływowe (bez R1 i R2), ponieważ są po prostu szeregowo. Jednak prawdopodobnie będą miały nie identyczne krzywe IV, więc ten konkretny prąd upływowy spowoduje V @ D1 / = V @ D2.

Trudno mi zadać pytanie, dlaczego V @ R1 + V @ R2 / = 10 V, gdy R1 = R2 = 1 Meg? ... Z drugiej strony te dwa napięcia sumują się (do 10 V), gdy R1 = R2 = 10k ... Dla kompletności uwzględniłem oporność źródła o wartości 60 omów. Jednak, jak widzę, zarówno D1, jak i D2 są stronniczo odwrócone, a zatem oferują bardzo dużą (oporność odwrotną), która powinna być znacznie większa niż 60 omów. Nawet przy równoległej kombinacji rezystancji odwrotnej 1Meg i D1 nadal powinna być znacznie większa niż 60 omów. Próbowałem wymyślić odpowiedź w kategoriach RD1reverse // R1 = Req1 i RD2reverse // R2 = Req2. Req1 + Req2 (seria) powinno nadal wynosić znacznie więcej niż 60 omów i pomyślałem, że 10v powinno nadal pojawiać się w węźle katody D1. Jednak w naszym eksperymencie V @ R1 + V @ R1 <10v.

Czy ktoś może mnie wskazać, jeśli źle myślę o tym? Niektóre wskazówki / wskazówki dotyczące pierwszego kroku byłyby bardzo mile widziane

Edycja: odpowiedź na pytanie dzięki @CL. Przyjmując, że D1 i D2 są otwarte podczas odwrotnego odchylenia dla uproszczenia, zauważając, że Rmultimetr = 10 Meg, V @ R2 (pokazany na multimetrze) = 10v * (1 Meg // 10 Meg) / ((Meg 1 // 10 Meg) + 1 Meg + 60) = 4,76 v zmierzone.

Impedancja wejściowa multimetru zmienia obwód:

W przypadku rezystorów 10k różnica nie miałaby znaczenia, ale rezystory 1M przepuszczają tak mało prądu, że dodatkowy prąd przez multimetr ma zauważalny efekt.

Gdybyście znali impedancję wejściową multimetru, bylibyście w stanie obliczyć napięcie, które można uzyskać bez niego.

$M\Omega$

Aby sprawdzić, czy jest to problem, czy multimetr, zmierz spadek napięcia na dolnym oporniku, przełącz rezystory i powtórz pomiar. Jeśli pomiar jest taki sam, problemem jest impedancja multimetru. Jeśli inaczej, problemem jest tolerancja rezystora.

Inną możliwością jest dotknięcie sond podczas wykonywania pomiaru, w którym to przypadku stajesz się rezystorem równoległym.

Aby pozbyć się efektu rezystancji wejściowej multimetru, spróbuj wykonać pomost pomiarowy. Umieszczasz coś w rodzaju doniczki o dokładności 1k na źródle napięcia i mierzysz napięcie między jego wycieraczką a punktem pomiarowym. Następnie dostosowuj pojemnik, aż zmierzone napięcie wyniesie 0 V. Przy napięciu 0 V przez multimetr nie będzie prądu wpływającego na pomiar. Następnie mierzysz napięcie na wycieraczce w porównaniu do 0 V. Ponieważ opór twojej puli jest znacznie niższy niż multimetru, wynik będzie dość dokładny.

dlaczego V @ R1 + V @ R2 / = 10v, gdy R1 = R2 = 1 Meg? ... ... Jednak w naszym eksperymencie V @ R1 + V @ R1 <10v.

W zależności od tego, jak teoretyczna ma być. W teorii,

V @ R3 + V @ R1 + V @ R2 = 10 v. Teoretycznie V @ R1 + V @ R2 <10.

Ponieważ jednak prąd w obwodzie jest tak mały (około 10v / (R1 + R3 + R2) = 5ua), spadek napięcia powyżej R1 = 5ua * 60R = 300uv << 10v.

Więc V @ R1 + V @ R2 = 10 v, dla celów praktycznych.

to nie obowiązuje, gdy R1 + R2 jest wystarczająco blisko R3, twój miernik jest wystarczająco precyzyjny lub eksperyment jest wystarczająco wybredny.

Ze względów praktycznych załóżmy, że nowoczesny multimetr (zasilany, cyfrowy) sam w sobie będzie zachowywał się jak rezystor 10 lub 20 Megaomów; spowoduje to zmianę przedstawionego dzielnika napięcia o 5 lub 10%.

Analogowe, które pracują bez własnego zasilacza do pomiaru napięcia, zwykle mają niższą rezystancję wejściową, która zależy również od ustawionego zakresu pomiarowego.

Istnieją woltomierze, które mają znacznie wyższą rezystancję wejściową, ale są one bardziej laboratoryjne niż przenośne urządzenia polowe, ponieważ można je łatwo pomylić (pokazując niezerowe wartości z sondami podłączonymi do niczego) lub nawet uszkodzone przez elektryczność statyczną.