Suponha que você tenha um circuito simples com uma fonte de tensão V1 conectada a um resistor R1, assim:
simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab
Você pode conectar um amperímetro em série e, em seguida, a resistência interna do amperímetro afetaria a leitura atual atual, introduzindo algum erro. Mas você também pode conectar um voltímetro (com alta resistência interna) em paralelo ao longo de R1 e calcular a corrente dividindo a tensão medida por R1. Ainda haveria algum erro devido à resistência interna do voltímetro, mas qual seria mais preciso? Ou, mais especificamente, sob quais condições (por exemplo, corrente grande / pequena, R1, V1 etc.) seria mais preciso usar a segunda abordagem, com um voltímetro em vez de um amperímetro?
V1
for uma fonte de tensão constante, um voltímetro não afetará a corrente no resistor, mesmo que a resistência interna do voltímetro seja baixa. ... a fonte de tensão simplesmente fornecerá mais corrente para o voltímetro usar.Respostas:
Vamos dar dois exemplos, um com alta corrente e baixa resistência e outro com baixa corrente e alta resistência. Suponhamos também que nosso Amperímetro tenha uma resistência de e nosso Voltímetro tenha uma impedância de1Ω 1MΩ
simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab
Neste circuito, temos uma fonte de impedância muito baixa e uma resistência de carga baixa. Essa situação não é muito boa para um amperímetro, pois a resistência de derivação de vai alterar a resistência total para , o que é bastante alterado. No entanto, o voltímetro possui uma impedância tão alta em comparação com o resistor de carga que dificilmente o afeta. Além disso, como a impedância de saída da fonte é muito baixa, adicionar outra carga em paralelo afetará muito pouco a tensão em V1. Nesse caso, assumindo que a resistência da carga seja conhecida com precisão, o voltímetro é a melhor escolha.1Ω 11Ω
simule este circuito
Nesse circuito, as impedâncias de carga e fonte são altas. Se colocarmos o voltímetro em paralelo com R1, a impedância de entrada é bastante próxima de R1 e a alterará para . No entanto, a resistência do amperímetro dificilmente afetará a resistência de carga real, pois é muito menor que . Além disso, como a impedância do V1 é muito alta, adicionar uma carga em série dificilmente afetará a corrente que produz. Nesse caso, adicionar um amperímetro em série é a melhor escolha.1MΩ 90.9kΩ 1Ω 100kΩ
Como você pode ver, escolher um instrumento com uma impedância alta onde a impedância da fonte é baixa e uma impedância baixa quando a impedância da fonte é alta são as melhores opções para minimizar o erro causado pela adição do instrumento ao circuito.
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Há muitas razões além da precisão, embora a precisão apareça no meu primeiro exemplo. Aqui estão alguns aplicativos do mundo real com os quais eu lidei. Primeiro, duas das configurações da universidade:
Então, um (literalmente) mais perto de casa:
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