Неудовлетворительное объяснение измерения ЭДС батареи

Экспериментально я видел, как подключение аккумулятора к простой цепи только с помощью высокоомного вольтметра поднимает показания напряжения (якобы до уровня, равного ЭДС аккумулятора).

Однако я нахожу объяснение того, почему показания возрастают, а тем более до ЭДС, очень неубедительным. Нам сказали, что внутреннее сопротивление и необходимое падение потенциала не учитываются, потому что в указанной цепи нет тока, поэтому вольтметр измеряет ЭДС. Как это может иметь смысл? Ясно, что должен протекать некоторый ток, хотя и очень небольшой, чтобы вольтметр с высоким сопротивлением мог даже иметь показания, и этот небольшой ток все еще будет испытывать силы сопротивления от внутреннего сопротивления ячейки, поэтому ЭДС не должно быть достижимо. Или существует механизм, с помощью которого при очень малом токе резисторы игнорируются, поэтому для их прохождения не нужно совершать никаких действий?

Очевидно, я ошибаюсь, так как экспериментально я видел рост напряжения в этой сверхпростой ячейке. Моя точка зрения предполагает, что не должно быть разницы между показаниями в указанной цепи и разностью потенциалов в цепи, состоящей из 3 резисторов (вольтметр в этом случае измеряет падение между этими 3 резисторами, обратите внимание, что нет других существенных источником сопротивления, кроме внутреннего сопротивления). Действительно, в моем теоретическом понимании они должны давать одинаковое чтение, но это не так.

Итак, если честно, я не только считаю, что показания, которые мы видели, не должны были быть ЭДС, но даже ничем не отличались от показаний в нормальной цепи, как описано (последнее мнение явно противоречит действительности).

Мне не терпится узнать, о чем я неправильно думаю. Пожалуйста, спросите, могу ли я помочь прояснить что-либо!

Большое спасибо :)!

Ответы (1)

Вы совершенно правы, что будет протекать некоторый ток, поэтому должно быть падение напряжения из-за внутреннего сопротивления батареи. ЭДС, измеренная любым вольтметром, всегда будет меньше истинной ЭДС.

Если внутреннее сопротивление батареи р б а сопротивление вашего вольтметра равно р м то напряжение, которое вы измеряете, будет:

В "=" р м р м + р б Е

Внутреннее сопротивление, например, марганцевой щелочной батареи меньше ома, в то время как сопротивление вольтметра будет составлять 10 с, если не 100 с кОм, поэтому на практике измеренное напряжение будет меньше истинной ЭДС на менее одной части в 10 4 . Поскольку вы, вероятно, не можете прочитать показания счетчика, внутреннее сопротивление можно не учитывать.

Спасибо за пояснение! Просто интересно, есть ли способ объяснить, почему показания напряжения все еще значительно выросли, когда параллельная схема (с 3 резисторами в одном ряду и вольтметром в другом) была заменена на одиночную схему вольтметра?
На самом деле это не правильно. И полевые транзисторы, и вакуумные лампы могут использоваться для измерения напряжения без протекания ЛЮБОГО тока. Единственная энергия, которая используется в этих измерениях, необходима для преодоления входной емкости этих устройств, которая конечна, но может быть сделана очень малой. Анализ шума показывает, что входная емкость является ограничивающим фактором для точности измерения, которая может быть достигнута за заданное время усреднения, даже если через устройство вообще не протекает чистый заряд после его зарядки.
@Just_a_fool: вам придется нарисовать схему цепи из трех резисторов, так как я не уверен, что вы в ней измеряете. Между прочим, CuriousOne прав в том, что существуют вольтметры с фактически бесконечным сопротивлением.
Может быть легче увидеть, что измерения напряжения не требуют протекания тока, используя электрометр 19-го века, который также не имеет никакого протекания тока, за исключением начального тока смещения, который заряжает устройство. Внутреннее сопротивление дешевых вольтметров — артефакт их конструкции. Профессиональные усилители электрометров и калиброванные электрометры не имеют внутреннего сопротивления, вызванного их внутренней конструкцией.