Spanning-stroommethode

Op 16 december 2009 21:53:00 schreef stagmans:
omdat je dan niet de spanning over de ampère meter meet.

Maar wel het spanningsverlies over de meter...

Welke is nu verwaarloosbaar?

In de bovenste situatie heb je de meetfout dat de amperemeter ook de stroom door de voltmeter meet.

In de onderste situatie heb je de meetfout dat de voltmeter ook de spanning over de amperemeter meet.

Welke het minste afwijking geeft hangt van de spanningen en stromen af. De 1k weerstand is daarbij een clou. Was er ook nog tekst aanwezig bij de opdracht?

Ik ben bezig even het bijbehorende tabelletje met meetresultaten te uploaden...

Tricky tricky ...

Hint : beiden zijn goed ... en er is een kantelpunt waarbij de een beter is dan de ander, en dat kantelpunt is te brekenen

[Bericht gewijzigd door Sine op woensdag 16 december 2009 22:12:14 (14%)]

Je maakt meetfouten.
In het bovenste voorbeeld meet de amperemeter de stroom door de weerstand + stroom door de Voltmeter. Dat laatste zou je niet willen hebben, het geeft een fout in je berekening.
In het onderste voorbeeld meet je de spanning over de weerstand + Amperemeter. Dat laatste zou je niet willen hebben, het geeft een fout in je berekening.

Bovenste voorbeeld gebruik je bij grote stromen, het onderste bij kleine stromen.

Vraagje:
Weet je nu wel een methode om geen meetfout te krijgen??
(Die is er)

Even zijdelings:

Een moderne universeelmeter is in de stand "volts" tamelijk hoogohmig, zo'n 11 MΩ vaak. Je maakt dus niet gauw een grote meetfout door zijn eigen verbruik.
Dat was met de oude meters wel anders. Het verbruik van een goede draaispoelmeter was al gauw 20 µA voor volle schaal, maar 100 µA kwam ook veel voor. Een goedkope lustte wel een hele mA!

Ik had dan de gewoonte om, als ik een spanning mat, ook even het eerstvolgende hogere spanningsbereik in te schakelen en nog eens te meten. Gaf de meter dan hoger aan, dan wist je dat de inwendige weerstand van de spanningsbron die je aan het meten was (een punt in een schakeling meestal) aan de hoge kant was.
Met een beetje moeite, en de 'Ohms per Volt' van de meter, kon je uitgaande van die twee metingen zelfs ruwweg uitrekenen wat de onbelaste spanning zou zijn (dus zonder de meter eraan).

Om nog een reden heeft methode 1 de voorkeur. De inwendige weerstand van de voltmeter is bekend. Dus als de gemeten spanning bekend is weet je ook de extra stroom die door de meter vloeit en ook door de amperemeter geregistreerd wordt. De extra stroom van de voltmeter kun je wegrekenen.

Natuurlijk zou je een vergelijkbare bewerking ook bij methode twee kunnen doen. Maar, de inwendige weerstand van de amperemeter mag dan wel bekend zijn, maar de snoer en contactweerstanden niet. En ook deze veroorzaken een spanningsval die door de voltmeter gemeten wordt. Dit veroorzaakt een grote meetonzekerheid.

Ook de voltmeter heeft een zekere contact- en snoer weerstand, maar dit is verwaarloosbaar ten opzichte van de inwendige weerstand van de voltmeter. En dat kun je van de amperemeter niet zeggen.

Het komt nu pas in me op eens naar de tabellen te kijken.

Heeft er al eens iemand naar de gemeten waarden gekeken? Die slaan helemaal nergens op! En dat heeft ook niks met de meetfout door de instrumenten zelf te maken; hier is iets gewoon stom mis gegaan.

Neem nu die eerste tabel. Hoe onnauwkeurig je ook meet, toch zul je verwachten dat de 'gemeten weerstand' in ieder geval toeneemt als je in het echt ook een grotere weerstand meet. Maar zelfs dat komt al niet uit! Hoe kan dat?

Bij de tweede meting zit de weerstand van de amperemeter gewoon in serie met de te meten weerstand. Je moet dus altijd een constant bedrag teveel meten (omdat de voltmeter, bij zulke lage weerstandswaarden, door eigen verbruik geen merkbare fout veroorzaakt). Nu, ook dat komt hé-le-maal niet uit.

Eigenlijk zouden alleen de eerste twee gemeten waarden, waar zowel methode 1 als 2 ongeveer 100 resp. 500 ohm oplevert, nog wel kunnen. Weliswaar had die 500, eigenlijk 300 moeten zijn, maar dat zou kunnen, gewoon verkeerd gelabeld of gelezen of zo.

Voor de rest vind ik de getallen werkelijk onverklaarbaar. Hoe zit dit, wat is er gebeurd?