为什么我的万用表在大电阻上显示错误的电压?

电器工程 二极管
2022-01-19 14:35:18

磷

我很难回答关于我们实验的一个特定问题。在我们的实验中,R1 和 R2 分别设置为 1Meg,后来设置为 10k...我了解 R1 和 R2 的必要性。如果没有 R1 和 R2,则 D1 和 D2 的电压共享不会完全为 50-50,因为没有两个二极管是完全相同的。D1 和 D2 将具有相同的泄漏电流(没有 R1 和 R2),因为它们只是串联。但是,它们可能具有不同的 IV 曲线,因此这种特定的泄漏电流将导致 V@D1 /= V@D2。

我遇到的问题是,为什么当 R1 = R2 = 1Meg 时 V@R1 + V@R2 /= 10v?...另一方面,当 R1 = 时,这两个电压加起来(为 10v) R2 = 10k...为了完整起见,我在图表中包含了 60 欧姆的源电阻。然而,正如我所看到的,D1 和 D2 都是反向偏置的,因此它们提供了一个非常大的(反向电阻),应该比 60 欧姆大得多。即使1Meg和D1反向电阻并联组合,应该还是比60欧大很多。我尝试根据 RD1reverse//R1 = Req1 和 RD2reverse//R2 = Req2 来考虑答案。Req1 + Req2(系列)应该仍然远远超过 60 欧姆,我认为 10v 应该仍然出现在 D1 阴极的节点上。然而在我们的实验中,V@R1 + V@R1 < 10v。

如果我以错误的方式思考这个问题,谁能指出我?一些提示/第一步提示将不胜感激

编辑:感谢@CL回答问题。为简单起见,假设 D1 和 D2 在反向偏置期间打开,并注意 Rmultimeter = 10Meg,V@R2(万用表上显示)= 10v * (1Meg//10Meg)/((1Meg//10Meg)+1Meg+60) = 4.76 v 测量。

4个回答

万用表的输入阻抗会改变电路:

带万用表的二极管电路

使用 10k 电阻器,差异无关紧要,但 1M 电阻器通过的电流非常小,以至于通过万用表的额外电流具有明显的效果。

如果您知道万用表的输入阻抗,您将能够计算出没有它的电压。

除了万用表问题之外,您的 1 \$M\Omega\$ 电阻器可能有 5% 的容差。为了弄清楚您可能看到的电压范围,假设电阻器的值可能变化多达 10% (2*5%)

要查看是这个问题还是万用表问题,请测量底部电阻器上的电压降,切换电阻器并重复测量。如果测量结果相同,则问题出在万用表阻抗上。如果不同,问题是电阻容差。

另一种可能性是,如果您在进行测量时触摸了探头,在这种情况下,将成为一个并联电阻。

为了摆脱万用表输入电阻的影响,可以尝试制作一个测量电桥。您在电压源上放置一个 1k 精密电位器之类的东西,然后测量其抽头和测量点之间的电压。然后调整电位器,直到测得的电压为 0V。在 0V 电压下,不会有电流通过万用表影响测量。之后,您测量抽头处的电压与 0V 的比较。由于您的电位器的电阻远低于万用表的电阻,因此结果将相当准确。

为什么当 R1 = R2 = 1Meg 时 V@R1 + V@R2 /= 10v?... ...但在我们的实验中,V@R1 + V@R1 < 10v。

取决于您希望它的理论程度。理论上,

V@R3 + V@R1 + V@R2 = 10v。所以理论上,V@R1 + V@R2 < 10。

但是,由于电路中的电流非常小(大约为 10v/(R1 + R3 + R2) = 5ua),因此 R1 上的电压降 = 5ua * 60R = 300uv << 10v。

所以 V@R1 + V@R2 = 10v,出于实际目的。

当 R1+R2 足够接近 R3,或者您的仪表足够精确,或者您的实验足够挑剔时,这不成立。