Opornik szeregowy dla zakresu trzech woltów

Rozwiązanie

Opór całkowity i dodatkowy to dwie liczby

Zakres 3 V przy 100 µA wymaga 30 kΩ w całym szeregu. Ponieważ 1 kΩ już należy do ustroju, odejmujemy go dopiero przy wyznaczaniu dodawanego elementu.

Rozwiązanie

Całkowity opór powinien wynosić 3/(100\cdot10^{-6})=30000 Ω. Dodatkowy opornik ma zatem 29 kΩ. Opór wejściowy wynosi 30 kΩ, nie 29 kΩ. Tak skończona wartość może obciążać badany obwód, co trzeba sprawdzić oddzielnie.

Sprawdzenie napięć

100 µA daje 0,10 V na samym ustroju i 2,90 V na dodatkowych 29 kΩ. Ich suma jest równa zakresowi 3 V. Gdyby dodać pełne 30 kΩ, całkowity opór wyniósłby 31 kΩ i pełne wychylenie wymagałoby 3,1 V.

Zakres wyznacza również opór wejściowy

W tym modelu opór wejściowy podzielony przez napięcie pełnego zakresu wynosi 1/I_m=10 kΩ/V. Zwiększenie zakresu do 6 V wymagałoby całego oporu 60 kΩ i dodatkowego 59 kΩ, bez zmiany samego ustroju. Przy tym samym mierzonym napięciu taki zakres pobierałby mniejszy prąd, ale dawał mniejsze względne wychylenie.

Powiążmy wynik z wcześniejszym dzielnikiem dwóch 20 kΩ zasilanym 6 V. Przyłączenie naszego miernika 30 kΩ dałoby 3 V·30/(30+10)=2,25 V i prąd ustroju 75 µA. Napis „zakres 3 V” opisuje pełne wychylenie, nie gwarantuje odczytu nieobciążonego 3 V po włączeniu do każdego obwodu.

Powiązana teoria

Woltomierz i amperomierz też zmieniają obwód

Dalsza lektura

Materiał referencyjny