Jak změřit vnitřní odpor?

Jak změřit vnitřní odpor: Praktický návod pro ampérmetr

Měření vnitřního odporu elektrických součástek je důležité pro pochopení jejich vlastností a pro přesné návrhy elektrických obvodů. V tomto článku se zaměříme na praktický postup měření vnitřního odporu ampérmetru, který je klíčovým parametrem určujícím jeho přesnost a vliv na měřený obvod. Na rozdíl od běžně dostupných návodů, které se zaměřují na abstraktní metody, se zde zaměříme na konkrétní postup s ohledem na praktické problémy a možné zdroje chyb.

Princip měření:

Vnitřní odpor ampérmetru je definován jako odpor, který klade proudům procházejícím přístrojem. Jeho ideální hodnota by se blížila nule, avšak v reálném světě má ampérmetr vždy určitý, byť malý, vnitřní odpor. Tento odpor způsobuje pokles napětí na svorkách ampérmetru, což může ovlivnit přesnost měření, zejména při měření malých proudů. Měření vnitřního odporu ampérmetru proto spočívá v určení tohoto poklesu napětí a jeho využití v Ohmově zákoně.

Postup měření:

Budeme potřebovat:

• Regulátor proudu (proudový zdroj): Tento zdroj by měl být schopen dodávat stabilní proud v rozsahu od 150 mA do 600 mA s krokem 50 mA. Je důležité, aby byl zdroj kalibrován a jeho přesnost byla dostatečná pro dané měření.
• Voltmetr s vysokou přesností: Voltmetr bude měřit napětí na svorkách proudového zdroje. Jeho vnitřní odpor by měl být výrazně vyšší než očekávaný vnitřní odpor ampérmetru, aby jeho vliv na měření byl zanedbatelný.
• Ampérmetr, jehož vnitřní odpor chceme změřit: Tento ampérmetr bude zapojen sériově do obvodu.
• Spojovací vodiče: Kvalitní vodiče s minimálním odporem jsou klíčové pro minimalizaci chyb.

Krok za krokem:

1. Zapojení: Zapojte ampérmetr sériově s proudovým zdrojem a voltmetr paralelně přes svorky proudového zdroje. Ujistěte se, že je polarita zapojení správná.

2. Nastavení proudu: Nastavte proudový zdroj na hodnotu 150 mA. Zkontrolujte, zda se ampérmetr a voltmetr zobrazují správné hodnoty.

3. Měření napětí: Přesně změřte napětí na svorkách proudového zdroje pomocí voltmetru. Zapište si tuto hodnotu.

4. Změna proudu: Zvyšte proud o 50 mA (na 200 mA) a opakujte krok 3. Postup opakujte pro všechny hodnoty proudu od 150 mA do 600 mA s krokem 50 mA.

5. Výpočet vnitřního odporu: Pro každou dvojici hodnot proudu (I) a napětí (U) vypočítejte vnitřní odpor (R) ampérmetru pomocí Ohmova zákona: R = U / I. Vzhledem k tomu, že měříme napětí na zdroji, vypočítaná hodnota bude představovat celkový odpor obvodu, tedy součet vnitřního odporu ampérmetru a odporu spojovacích vodičů. Odpor vodičů je obvykle zanedbatelný, ale pro vyšší přesnost ho lze zohlednit samostatným měřením.

6. Vyhodnocení: Vytvořte graf závislosti vnitřního odporu na proudu. Ideálně by se měl vnitřní odpor pohybovat okolo konstantní hodnoty. Odchylky mohou naznačovat nelinearitu ampérmetru nebo jiné chyby měření.

Zdroje chyb:

• Nepřesnosti měřicích přístrojů: Používejte kalibrované přístroje s dostatečnou přesností.
• Odpor spojovacích vodičů: Minimalizujte délku a použijte vodiče s nízkým odporem.
• Vliv teploty: Teplota může ovlivnit odpor součástek. Udržujte stabilní teplotu během měření.
• Stabilita proudového zdroje: Zajistěte, aby proudový zdroj dodával stabilní proud.

Tento podrobný postup vám umožní přesně změřit vnitřní odpor ampérmetru a lépe porozumět jeho vlastnostem. Nezapomeňte na bezpečnostní opatření při práci s elektrickým proudem.