Мультиметр, измеряющий ток, вычисляет меньше. Могу ли я рассчитать внутреннее сопротивление счетчика таким образом?

Я создал следующую схему для измерения тока.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Конечно, закон Ома говорит мне, что я должен получить измерение около 0,3 А (300 мА).

3V / 10 Ohm = 0.3

Однако мой измеритель показывает мне значение, которое намного меньше? На самом деле, это примерно вдвое меньше, чем при 157,7 мА.

схема и счетчик

Другие вещи, которые я рассмотрел

Поскольку я проверил напряжение моей батареи, и оно составляет от 3 до 3,01 вольта, я предполагаю, что оно в порядке. Я также проверил резистор 10 Ом с помощью измерителя, и измеритель измеряет его от 9,8 до 10 Ом, что кажется правильным.

Внутреннее сопротивление измерителя

После пары поисков я решил, что это связано с внутренним сопротивлением измерителя.
Если это правда, то я рассчитываю внутреннее сопротивление примерно на 10 Ом, так как:

3V / 0.157(mA) = 19.10 (Ohms)

Поднимает несколько вопросов

Но у меня все еще есть несколько вопросов.

  1. С этого момента, когда я измеряю ток этим измерителем, должен ли я просто учитывать, что у меня есть около 10 Ом дополнительного сопротивления? Будет ли это значение постоянным? Это правильное предположение?
  2. Если это известное значение, почему изготовитель/проектировщик счетчика просто не вычел это значение из расчетов, которые они делают каждый раз, чтобы счетчик отображал правильное значение?
  3. Я упускаю какую-то другую важную информацию (т.е. это не внутреннее сопротивление измерителя)?
  4. Можно ли купить счетчик, который измерял бы ток точно* -- ближе к 300 мА? Будет ли это дорого для любителя?
  5. Если вы можете купить такой измеритель, что может показать описание, что поможет мне узнать, что он может измерять ток без влияния внутреннего сопротивления?

* Я знаю, что это несколько нелепо, потому что, как только ты узнаешь, ты узнаешь. Тем не менее, я пытаюсь научить закону Ома первых студентов-электронщиков и пытаюсь показать им, что измеритель подтвердит их расчеты.

РЕДАКТИРОВАТЬ Поскольку были некоторые вопросы о моем первоначальном измерении напряжения, я провел дополнительное расследование.

Моим первоначальным измерением напряжения были две батареи типа АА без нагрузки. Затем я измерил примерно 2,2 вольта на резисторе 10 Ом в моей схеме. Я предполагаю, что это будет означать что-то вроде:

2.2 / 10 Ohm = 220mA

Однако я знаю, что когда я измеряю, я вижу только 157 мА тока. Так...

220mA - 157mA = 63mA (which are missing somewhere).

Я подключаю недостающие 63 следующим образом:

.8V (voltage drop) / .063 = 12.69 Ohms

Так что я все еще вижу дополнительные ~ 12 Ом, которые я не могу объяснить. Это явно выше, чем мои дополнительные 9-10 Ом, которые я рассчитывал, но может быть из-за округления.

Добавляет ли это дополнительную ценную информацию? Я так думаю.

РЕДАКТИРОВАТЬ 2

Вот увеличенный снимок панели измерителя, потому что полезный пост (пользователь) думал, что счетчик находится в режиме переменного тока. Как видите, измеритель во время измерения находился в режиме постоянного тока.

зум панели приборов

Включите измеритель в режим измерения сопротивления и подключите провод от В к мА для подтверждения. Вам не нужно иметь подключение к общему. Это будет (должно самопровериться). Черт возьми, в вашем измерителе используется разъем мА для показаний в омах! Просто используйте розетку на 20 А в будущем для чувствительных цепей или приобретите более качественный измеритель со спецификацией, в которой указано внутреннее сопротивление.
Пробовали мерить напряжение аккумулятора при подключенной нагрузке 10 Ом?
Видео на YouTube Что такое напряжение нагрузки амперметра и почему это должно вас волновать. объясняет это - возможно, вы могли бы построить свой собственный ответ, когда поймете, что происходит. О, и измерьте напряжение непосредственно на резисторе, не вводите в него фактическое напряжение батареи.
@AndrewMorton, на удивление хорошее видео. Обратите внимание, что он также получил около 10 Ом на значение шунта, и это для очень уважаемого цифрового мультиметра за 200 долларов. Мой Fluke 179 измеряет около 1,5 Ом в обоих высокочувствительных поддиапазонах (40 мА и 400 мА).
замените резистор на 100 Ом ... вы все еще делаете тот же вывод?
@AliChen Обратите внимание на его почти последние комментарии, где напряжение нагрузки Fluke 87 в 10 раз ХУЖЕ, чем у более дешевого и старого Fluke, если смотреть на диапазон 4 мА!
Если бы вы могли одновременно измерять напряжение и ток, результат был бы тривиальным. (V/I) Мы предполагаем, что у вас свежие клетки. Но, пожалуйста, проверьте их отдельно, чтобы убедиться, что вы не измеряете сопротивление батареи на слабом элементе. (макет не нужен)
@Andyaka Andyaka Я игнорировал эту розетку на 20 А около 20 лет. :) Я никогда не знал, что это было. Я думал, что это только для измерения больших ампер. Я попробовал это, и измеренное значение находится в ожидаемом диапазоне. Он читается как 270 мА. Интересный.
«Я проверил напряжение батареи, и оно составляет от 3 до 3,01 вольта» - с нагрузкой или без? Здесь должно быть 2 числа. 300мА много для пенлитов, повторите с нагрузками 100 и 1кОм.

Ответы (4)

Меня направили к следующему видео на YouTube, и оно содержит лучшее объяснение явления, которое я наблюдаю.

Что такое напряжение нагрузки амперметра и почему вас это должно волновать (YouTube)

Мои дополнительные тесты, похоже, подтвердили идею из видео (о том, что внутреннее сопротивление измерителя составляет около 9-10 Ом).

В частности, когда я измерил напряжение при нагрузке на резисторе 10 Ом и получил 2,2 В.

2.2 / 10 Ohm = 220mA

Однако я знаю, что когда я измеряю, я вижу только 157 мА тока. Так...

220mA - 157mA = 63mA (which are missing somewhere).

Я подключаю недостающие 63 следующим образом:

.8V (voltage drop) / .063 = 12.69 Ohms

Дело в том, что у меня все еще есть сопротивление ~ 10-12 Ом, которое я не могу объяснить (которое, как предполагается, находится в самом измерителе).

Последняя точка данных, которая, кажется, подтверждает теорию внутреннего сопротивления

Другой плакат указал на специальный порт на моем измерителе (обозначенный 20A), который имеет меньшую нагрузку (около 1 Ом). Я подключил свой положительный щуп к этому порту и измерил 270 мА в цепи — очень близко к ожидаемым 300 мА.

порт 20А

В ответ на мои другие вопросы, видео также показывает элементы таблицы данных измерителя, которые будут показывать внутренние сопротивления при покупке мультиметра.

РЕДАКТИРОВАТЬ

Я продолжал поднимать резисторы (но продолжал видеть дополнительные ~ 10 Ом сопротивления). Например, я просто поставил резистор на 330 Ом и измерил ток 8,81 мА. Если я вычисляю значение, используя закон Ома, я получаю:

3V / 330 Ohms = .0090A (9.0mA)

Если я скорректирую свой расчет, учитывая, что мой измеритель вызывает дополнительные 10 Ом сопротивления, я получу почти точное значение, которое я видел при измерении.

3V / 340 Ohms = .00882 (8.82mA)

Обновлять

Был также некоторый вопрос о том, может ли батарея AA даже обеспечить ток 300 мА из-за внутреннего сопротивления, и я хотел замкнуть цикл на этом.

Я просмотрел техническое описание Duracell AA, и, хотя в нем конкретно не указан максимальный ток, который может обеспечить батарея, на нем показан следующий график:

Технические характеристики батареи Duracell AA

Вы можете видеть, что они показывают, что он обеспечивает ток до 1000 мА (1 ампер) в течение чуть более часа, поэтому я полагаю, что из этого мы можем сделать вывод, что батарея действительно может обеспечивать ток на этих более высоких уровнях (300 мА и более).

Если у вас есть второй мультиметр, вы должны измерить напряжение непосредственно на резисторе, в то время как первый мультиметр, который измеряет ток, находится в цепи.
@AndrewMorton Спасибо, я сделаю это, когда куплю второй мультиметр (надеюсь, скоро).

Поскольку у вас есть диапазон 200 мВ с разрешением 0,1 мВ.

Если вам нужно измерить полную шкалу 200 мА с шунтом 1 Ом, это будет работать лучше. Я немного удивлен, что у него этого нет, но ведь это дешевый счетчик.

Я бы ожидал от 1 до 1,5 Ом для большинства метров в этом диапазоне.

На рисунке показан счетчик в режиме переменного тока. Вы измеряете постоянный ток. Некоторые измерители, например этот, при таком использовании будут измерять 0,7 истинного значения. Это может объяснить расхождение между 157 мА и 220 мА.

Исходное изображение было немного неясным, поэтому я обновил вопрос, чтобы показать увеличенное изображение, которое показывает, что счетчик фактически находился в режиме постоянного тока.

Ваши батареи, вероятно, не могут обеспечить 0,3 А при полном напряжении.

Выньте амперметр (так что это не проблема) и посмотрите, какое напряжение у вас есть, когда резистор подключен. Я ожидаю, что это будет около 1,6 В или около того.

Ячейки AA обычно используются с током 50 мА или меньше. Вы можете получить лучшие результаты с ячейками C или D.

Мультиметр, измеряющий ток, вычисляет меньше. Могу ли я рассчитать внутреннее сопротивление счетчика таким образом?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v