Dwa omy amperomierza w obwodzie pięciowoltowym

Rozwiązanie

Amperomierz staje się częścią szeregu

Przed pomiarem cały opór wynosił 98 Ω, po pomiarze 100 Ω. Napięcie źródła jest w obu przypadkach takie samo. Liczymy oba prądy, a względną zmianę odnosimy do prądu bez przyrządu.

Rozwiązanie

Amperomierz wskaże 0,050 A. Bez niego płynęłoby około 0,05102 A. Względny spadek wynosi 1-(5/100)/(5/98)=0{,}02, czyli 2%. Na samym mierniku odkłada się 0,10 V, a na badanym oporniku zostaje 4,90 V.

Sprawdzenie napięć

Prąd 50 mA daje 0,10 V na mierniku oraz 4,90 V na 98 Ω. Suma wynosi 5 V. Pominięcie spadku na mierniku i przypisanie pełnych 5 V badanemu opornikowi zniszczyłoby ten bilans.

Obciążenie można wykryć także w bilansie mocy

Przy wskazaniu 50 mA źródło oddaje 250 mW. Badany opornik otrzymuje I²R=245 mW, a amperomierz I²R_a=5 mW. Miernik nie tylko pokazuje prąd: sam staje się odbiornikiem energii.

Znając R i R_a, możemy odtworzyć prąd bez przyrządu: I₀=I_m(R+R_a)/R. Wynik to 50 mA·100/98≈51,020 mA. Nie wolno jednak przenosić poprawki „dodaj 2% wskazania”: tutaj 2% odnosi się do większego I₀. Dodanie 2% do 50 mA dałoby 51 mA, bliską, lecz inną liczbę.

Powiązana teoria

Woltomierz i amperomierz też zmieniają obwód

Dalsza lektura

Materiał referencyjny