Перейти к содержанию

Входное сопротивление

Вольтметр подключают параллельно участку цепи, и часть тока уходит через сам прибор. Чем меньше его входное сопротивление по сравнению с сопротивлением цепи, тем сильнее он меняет то, что измеряет. Обычно это незаметно, но на высокоомных делителях ошибка доходит до процентов.

Обновлено Редакция GAW

Входное сопротивление — сопротивление, которое измерительный прибор или вход схемы вносит в цепь. Вольтметр подключают параллельно участку, поэтому его входное сопротивление должно быть намного больше сопротивления этого участка (OpenStax, раздел 10.4).

Прибор и режимВходное сопротивление
Fluke 117, постоянное напряжениебольше 10 МОм, меньше 100 пФ
Fluke 117, переменное напряжениебольше 5 МОм, меньше 100 пФ
Fluke 114/117, режим Auto-V LoZоколо 3 кОм, меньше 500 пФ
Прецизионный вольтметр (OpenStax)порядка 10 ГОм

Сколько ошибки вносит прибор

Пусть делитель из двух резисторов по 1 МОм подключён к 10 В — на средней точке 5 В. Мультиметр 10 МОм параллельно нижнему резистору даёт 1 МОм ∥ 10 МОм ≈ 0,909 МОм, и прибор покажет

U=10 В⋅0,9091+0,909≈4,76 В,U = 10\ \text{В} \cdot \frac{0{,}909}{1 + 0{,}909} \approx 4{,}76\ \text{В},

почти на 5 % меньше. На делителе из резисторов по 10 кОм ошибка примерно в сто раз меньше. Делитель под нужные напряжения и токи рассчитает калькулятор делителя напряжения.

Режим низкого сопротивления

Иногда высокое входное сопротивление мешает: на отключённой линии прибор показывает наведённое напряжение. Режим Auto-V LoZ у Fluke снижает входное сопротивление до 3 кОм, и вероятность таких ложных показаний падает — см. ответ «Как проверить напряжение в розетке мультиметром?». Точность самого прибора описывают счёт дисплея и способ измерения переменного напряжения — True RMS.

Частые вопросы

Почему мультиметр показывает на делителе меньше расчётного?

Его входное сопротивление включается параллельно нижнему резистору делителя. У Fluke 117 на постоянном напряжении оно больше 10 МОм: при 10 МОм на делителе 1 МОм + 1 МОм от 10 В прибор покажет около 4,76 В вместо 5 В. На делителях из килоомных резисторов ошибка ничтожна.

Что такое режим LoZ на мультиметре?

Режим с низким входным сопротивлением — около 3 кОм у Fluke 114 и 117. Он нагружает проверяемую линию, и наведённые на отключённый провод напряжения реже дают ложные показания. Но в чувствительных цепях такой прибор может что-то нарушить — Fluke предупреждает об этом.

Какое входное сопротивление должно быть у амперметра?

Наоборот, малое: амперметр включают последовательно, и весь ток проходит через него. Чем меньше его сопротивление, тем меньше он меняет ток в цепи.

Источники

  1. Fluke. 114, 115 and 117 True-rms Multimeters, Users Manual (PN 2572573, July 2006, Rev. 1, 2/07) — табл. 2: входное сопротивление на постоянном напряжении больше 10 МОм при ёмкости меньше 100 пФ, на переменном — больше 5 МОм, в режиме Auto-V LoZ — около 3 кОм при ёмкости меньше 500 пФ; режим LoZ снижает вероятность ложных показаний от наведённых напряжений, но может повредить цепи, чувствительные к низкому входному сопротивлению
  2. OpenStax. University Physics Volume 2, section 10.4: Electrical Measuring Instruments — вольтметр подключают параллельно, поэтому его сопротивление должно быть очень большим: у недорогих порядка 10 МОм, у прецизионных — порядка 10 ГОм, и оно может зависеть от предела; амперметр включают последовательно, и его сопротивление должно быть малым

Нашли ошибку?

Смотрите также