Dlaczego woltomierz włączamy równolegle.

Dlaczego woltomierz włączamy równolegle.
Woltomierz jest miernikiem który ma nam służyć do pomiaru wartości napięcia. Każdy nawet
początkujący elektryk wie, że do obwodu wpinamy go równolegle. Jednak czy każdy wie dlaczego?
Przeanalizujmy więc dlaczego włączamy go do obwodu równolegle. Jak wiemy idealny woltomierz
powinien posiadać nieskończenie dużą rezystancje, w rzeczywistości są to rezystancje rzędu MΩ
(Mega Ohmów). Dokonując każdego pomiaru chcemy aby nasz wynik był jak najbliższy
rzeczywistości, jest to jednak nie możliwe gdyż nasze wyniki są zawsze obarczone różnymi błędami.
I’
I
U
Ro
U
Ro
RV
Rys.1 Obwód przed i po wprowadzeniu woltomierza. U-napięcie zasilające, Ro- rezystancja
obciążenia, I- prąd w obwodzie bez woltomierza I’- prąd w obwodzie z włączonym woltomierzem,
V-woltomierz, Rv- rezystancja wewnętrzna woltomierza.
Przeanalizujmy teraz co dzieje się w naszym obwodzie po podłączeniu do niego woltomierza. Jak
widzimy prąd I jest innym prądem od prądu I’. Ponieważ podłączyliśmy nasz woltomierz i część
ładunku ma inna drogę do przepływu. Z prawa Ohma dodatkowy prąd jest równy:
Idod=
Wartość tego dodatkowego prądu będzie ilorazem napięcia w obwodzie i rezystancji wewnętrznej
amperomierza. Mierzone napięcie jest dużo mniejsze w porównaniu z rezystancja wewnętrzną
woltomierza. Jak mawiała moja pani od Analizy Matematycznej bardzo mała liczba przez bardzo dużą
liczbę daje bardzo małą liczbę. Stąd wiemy dlaczego rezystancja wewnętrzna woltomierza powinna
być jak największa. Wartość dodatkowego prądu wywołana włączeniem woltomierza jest bardzo mała
i możemy przyjąć że I=I’ w przybliżeniu. Wynikiem wyświetlonym przez woltomierz będzie więc
wartość napięcia w obwodzie obarczona wspomnianym wcześniej błędem. Odpowiadając na
postawione wcześniej pytanie brzmi: woltomierz włączamy do obwodu równolegle po to aby
pomierzyć napięcie jak najbliższe rzeczywistemu, w końcu tego przecież chcemy.