skip to main |
skip to sidebar
08.43
sim_gratis
PARTS DAN BAHAN
* Dua baterai 6 volt
* Capacitor, 0,1 μF (Radio Shack katalog # 272-135)
* 1 MΩ resistor
* Potensiometer, putar tunggal, 5 kΩ, lancip linear (Radio Shack katalog # 271-1714)
Nilai potensiometer tidak terlalu penting, meskipun unit-resistensi yang lebih rendah akan, dalam teori, bekerja lebih baik pada percobaan dari tinggi resistansi unit. Saya telah menggunakan potensiometer 10 kΩ untuk sirkuit ini dengan hasil yang sangat baik.
CROSS-DAFTAR PUSTAKA
Pelajaran Dalam Sirkuit Listrik, Volume 1, bab 13: "Kapasitor"
TUJUAN BELAJAR
* Bagaimana membangun sebuah sirkuit pembeda
* Mendapatkan pemahaman empiris dari fungsi kalkulus derivatif
Skematis DIAGRAM
ILUSTRASI
INSTRUKSI
Ukur tegangan antara terminal wiper potensiometer dan tanah "" titik yang ditunjukkan pada diagram skematik (terminal negatif yang lebih rendah 6-volt baterai). Ini adalah tegangan masukan untuk rangkaian ini, dan Anda dapat melihat bagaimana lancar bervariasi antara nol dan 12 volt sebagai kontrol potensiometer diaktifkan penuh jangkauan. Sejak potensiometer yang digunakan di sini sebagai pembagi tegangan, perilaku ini harus mengejutkan kepada Anda.
Sekarang, mengukur tegangan pada resistor 1 MΩ saat bergerak kontrol potensiometer. Sebuah voltmeter digital sangat direkomendasikan, dan saya menyarankan untuk pengaturan yang sangat sensitif (millivolt) adalah untuk memperoleh indikasi kuat. Apa voltmeter menunjukkan sementara potensiometer tidak dipindahkan? Putar potensiometer perlahan-lahan searah jarum jam dan perhatikan indikasi voltmeter's. Putar potensiometer perlahan-lahan berlawanan arah jarum jam dan catatan indikasi voltmeter's. Apa yang Anda lihat perbedaan antara dua arah yang berbeda dari gerakan potensiometer kontrol?
Cobalah potensiometer sedemikian rupa sehingga voltmeter memberikan indikasi, tetap kecil. Apa jenis gerak potensiometer memberikan tegangan steadiest melintasi resistor MΩ 1?
Dalam kalkulus, fungsi mewakili laju perubahan satu variabel dibandingkan dengan yang lain disebut derivatif. Rangkaian sederhana ini menggambarkan konsep derivatif dengan menghasilkan tegangan output sebanding dengan tingkat tegangan masukan tentang perubahan dari waktu ke waktu. Karena sirkuit ini melakukan fungsi kalkulus diferensiasi terhadap waktu (keluaran batas waktu turunan dari sinyal masuk), itu disebut sirkuit pembeda.
Seperti sirkuit averager ditampilkan sebelumnya dalam bab ini, rangkaian pembeda adalah jenis komputer analog. Diferensiasi adalah fungsi matematika jauh lebih kompleks daripada rata-rata, terutama ketika diimplementasikan dalam sebuah komputer digital, sehingga rangkaian ini adalah demonstrasi yang sangat baik dari keanggunan sirkuit analog dalam melakukan perhitungan matematis.
Lebih sirkuit pembeda akurat dapat dibangun dengan menggabungkan jaringan resistor-kapasitor dengan rangkaian penguat elektronik. Untuk detail lebih lanjut mengenai sirkuit komputasi, pergi ke bab "" Analog Sirkuit Terpadu dalam buku ini Percobaan.
08.40
sim_gratis
PARTS DAN BAHAN
* 6 volt baterai
* Dua kapasitor elektrolitik besar, 1000 μF minimum (Radio Shack katalog # 272-1019, 272-1032, atau setara)
* Dua resistor 1 kΩ
* Satu beralih beralih, SPST ("Single-Pole, Single-Lemparkanlah")
kapasitor besar-nilai yang diperlukan untuk percobaan ini untuk menghasilkan konstanta waktu yang cukup lambat untuk melacak dengan voltmeter dan stopwatch. Jadilah memperingatkan bahwa kapasitor yang paling besar adalah dari jenis "elektrolisis", dan mereka polaritas sensitif! Salah satu terminal setiap kapasitor harus ditandai dengan tanda polaritas tertentu. Biasanya kapasitor dari ukuran tertentu memiliki negatif (-) tanda atau serangkaian tanda-tanda negatif mengarah ke terminal negatif. kapasitor Sangat besar sering polaritas-label dengan positif (+) tanda di samping salah satu terminal. Kegagalan untuk memperhatikan polaritas yang tepat akan hampir pasti menghasilkan kegagalan kapasitor, bahkan dengan sumber tegangan terendah 6 volt. Ketika kapasitor elektrolitik gagal, mereka biasanya meledak, memuntahkan bahan kimia kaustik dan memancarkan bau busuk. Silakan, cobalah untuk menghindari ini!
Saya sarankan tombol lampu rumah tangga untuk switch "toggle SPST" ditentukan dalam daftar bagian.
CROSS-DAFTAR PUSTAKA
Pelajaran Dalam Sirkuit Listrik, Volume 1, bab 13: "Kapasitor"
Pelajaran Dalam Sirkuit Listrik, Volume 1, bab 16: "RC dan L / R Time Konstanta"
TUJUAN BELAJAR
* Capacitor pengisian tindakan
* Capacitor tindakan pemakaian
* Sisa perhitungan konstan
* Seri dan paralel kapasitansi
Skematis DIAGRAM
ILUSTRASI
INSTRUKSI
Membangun "pengisian" sirkuit dan mengukur tegangan pada kapasitor ketika saklar ditutup. Perhatikan bagaimana perlahan-lahan meningkat dari waktu ke waktu, bukan tiba-tiba seperti akan terjadi dengan resistor. Anda dapat "reset" kapasitor kembali ke tegangan nol oleh shorting di terminal dengan sepotong kawat.
Waktu "konstanta" (τ) dari sebuah rangkaian resistor kapasitor dihitung dengan mengambil perlawanan sirkuit dan mengalikannya dengan kapasitansi sirkuit. Untuk kΩ resistor 1 dan sebuah kapasitor 1000 μF, waktu harus konstan 1 detik. Ini adalah jumlah waktu yang diperlukan untuk tegangan kapasitor untuk meningkatkan sekitar 63,2% dari nilai sekarang untuk nilai akhir nya: tegangan baterai.
Ini adalah pendidikan untuk plot tegangan dari kapasitor pengisian dari waktu ke waktu pada selembar kertas grafik, untuk melihat bagaimana kurva eksponensial terbalik berkembang. Untuk plot aksi sirkuit ini, meskipun, kita harus menemukan cara untuk memperlambat ke bawah. Sebuah waktu satu detik konstan tidak menyediakan banyak waktu untuk mengambil pembacaan voltmeter!
Kita dapat meningkatkan waktu ini sirkuit konstan dua cara yang berbeda: mengubah hambatan total rangkaian, dan / atau mengubah kapasitansi total sirkuit. Mengingat sepasang resistor identik dan sepasang kapasitor identik, percobaan dengan berbagai seri dan kombinasi paralel untuk mendapatkan tindakan pengisian paling lambat. Anda harus tahu sekarang bagaimana beberapa resistor harus terhubung untuk membentuk resistansi total lebih besar, tapi bagaimana dengan kapasitor? Sirkuit ini akan menunjukkan kepada Anda bagaimana perubahan kapasitansi dengan koneksi kapasitor seri dan paralel. Pastikan bahwa Anda memasukkan kapasitor (s) dalam arah yang benar: dengan ujung berlabel negatif (-) elektrik "terdekat" ke terminal negatif baterai!
Rangkaian pemakaian menyediakan jenis perubahan yang sama tegangan kapasitor, kecuali kali ini tegangan melompat ke tegangan baterai penuh saat saklar menutup dan perlahan-lahan jatuh ketika saklar dibuka. Sekali lagi percobaan dengan berbagai kombinasi resistor dan kapasitor, memastikan seperti biasa bahwa polaritas kapasitor adalah benar.
SIMULASI KOMPUTER
Skematis dengan nomor node SPICE:
Netlist (membuat teks file yang berisi teks berikut, verbatim):
Pengisian kapasitor sirkuit v1 1 0 dc 6 r1 1 2 1k c1 2 0 1000u ic = 0 . Tran 0,1 5 UIC plot tran. v (2,0) . Akhir
08.35
sim_gratis
PARTS DAN BAHAN
* Satu kentang besar
* Satu lemon (opsional)
* Strip dari seng, atau logam galvanis
* Piece dari kawat tembaga tebal
Percobaan dasar didasarkan pada penggunaan kentang, tapi banyak buah dan sayuran bekerja sebagai baterai potensi!
Untuk elektroda seng, paku galvanis besar bekerja dengan baik. Kuku dengan tekstur, seng tebal kasar lebih baik dari pada kuku galvanis yang halus.
CROSS-DAFTAR PUSTAKA
Pelajaran Dalam Sirkuit Listrik, Volume 1, bab 11: "Baterai dan Power Sistem"
TUJUAN BELAJAR
* Pentingnya aktivitas kimia dalam baterai operasi
* Bagaimana luas permukaan elektroda mempengaruhi pengoperasian baterai
ILUSTRASI
INSTRUKSI
Push baik paku dan kawat dalam ke kentang. Mengukur tegangan output dengan baterai kentang dengan sebuah voltmeter. Nah, bukankah itu mudah?
Serius, meskipun, percobaan dengan logam yang berbeda, elektroda kedalaman, dan jarak elektroda tegangan untuk mendapatkan kemungkinan terbesar dari kentang. Cobalah sayuran atau buah-buahan lain dan membandingkan tegangan output dengan logam elektroda yang sama.
Ini bisa sulit untuk daya beban dengan kentang "tunggal" baterai, jadi jangan berharap untuk menerangi lampu pijar atau listrik motor hobi atau melakukan hal seperti itu. Bahkan jika tegangan output cukup, baterai kentang memiliki resistansi internal yang cukup tinggi menyebabkan tegangan untuk "merosot" buruk bahkan dibawah beban ringan. Dengan beberapa kentang baterai dihubungkan secara seri, paralel, atau pengaturan seri-paralel, meskipun, adalah mungkin untuk mendapatkan tegangan yang cukup dan kapasitas arus untuk menyalakan sebuah beban kecil.
08.33
sim_gratis
PARTS DAN BAHAN
* Tiga baterai, masing-masing dengan tegangan yang berbeda
* Tiga yang sama-nilai resistor, antara 10 dan 47 kΩ setiap kΩ
Ketika memilih resistor, ukuran masing-masing dengan sebuah ohmmeter dan memilih tiga yang paling dekat nilai satu sama lain. Precision sangat penting untuk percobaan ini!
CROSS-DAFTAR PUSTAKA
Pelajaran Dalam Sirkuit Listrik, Volume 1, bab 10: "DC Analisis Jaringan"
TUJUAN BELAJAR
* Bagaimana jaringan resistor dapat berfungsi sebagai sinyal tegangan averager
* Aplikasi Teorema Millman's
Skematis DIAGRAM
ILUSTRASI
INSTRUKSI
Sirkuit ini menipu mentah melakukan fungsi matematis rata-rata tiga sinyal tegangan bersama-sama, dan memenuhi peran komputasi khusus. Dengan kata lain, itu adalah sebuah komputer yang hanya dapat melakukan satu operasi matematika: jumlah rata-rata tiga bersama-sama.
Membangun sirkuit ini seperti yang ditunjukkan dan mengukur tegangan baterai semua dengan sebuah voltmeter. Write angka tegangan tersebut di atas kertas dan rata-rata mereka bersama-sama (E1 + E2 + E3, dibagi tiga). Bila Anda mengukur setiap tegangan baterai, menjaga probe uji hitam terhubung ke tanah "" titik (sisi baterai langsung bergabung ke baterai lain dengan kabel jumper), dan menyentuh probe merah ke terminal baterai lainnya. Polaritas yang penting di sini! Anda akan melihat satu baterai dalam skema diagram terhubung "mundur" dengan dua lainnya, sisi negatif "naik." tegangan baterai ini harus dibaca sebagai jumlah negatif, bila diukur dengan meter digital tersambung dengan baik, baterai ukur positif lainnya.
Ketika voltmeter terhubung ke sirkuit pada titik yang ditunjukkan pada ilustrasi skematis dan, harus mendaftarkan aljabar dari tegangan rata-rata tiga baterai '. Jika nilai resistor dipilih untuk mencocokkan satu sama lain sangat erat, output "" tegangan sirkuit ini harus sesuai dengan rata-rata dihitung juga sangat erat.
Jika salah satu baterai dilepas, tegangan output akan sama dengan tegangan rata-rata baterai yang tersisa. Jika sebelumnya menghubungkan kabel jumper baterai dipindahkan ke sirkuit averager terhubung satu sama lain, sirkuit yang akan rata-rata dua tegangan sisa bersama-sama dengan 0 volt, menghasilkan sinyal keluaran yang lebih kecil:
Kesederhanaan semata sirkuit ini menghalangi kebanyakan orang dari menyebutnya komputer "," tapi disangkal melakukan fungsi matematis rata-rata. Tidak hanya melakukan fungsi ini, tapi melakukan itu lebih cepat daripada komputer digital modern dapat! komputer digital, misalnya komputer pribadi (PC) dan kalkulator tombol tekan, melakukan operasi matematika dalam serangkaian langkah-langkah terpisah. Analog komputer melakukan perhitungan dengan cara terus-menerus, pemanfaatan Ohm dan Hukum Kirchhoff untuk tujuan aritmatika, jawaban "" dihitung secepat menyebarkan tegangan melalui rangkaian (idealnya, dengan kecepatan cahaya!).
Dengan penambahan rangkaian disebut amplifier, sinyal tegangan dalam jaringan komputer analog dapat mendorong dan kembali digunakan dalam jaringan lain untuk melakukan berbagai macam fungsi matematika. komputer analog tersebut unggul di kalkulus melakukan operasi diferensiasi dan integrasi numerik, dan dengan demikian dapat digunakan untuk mensimulasikan perilaku kompleks mekanik, listrik, dan bahkan sistem kimia. Pada suatu waktu, komputer analog adalah alat utama untuk penelitian rekayasa, tetapi sejak itu telah banyak digantikan oleh teknologi komputer digital. komputer digital menikmati keuntungan dari melakukan operasi matematika dengan presisi lebih baik dari komputer analog, meskipun dengan kecepatan teoritis jauh lebih lambat.
SIMULASI KOMPUTER
Skematis dengan nomor node SPICE:
Netlist (membuat teks file yang berisi teks berikut, verbatim):
Tegangan averager v1 1 0 v2 0 2 9 dc v3 3 0 dc 1,5 r1 1 4 10k r2 2 4 10k r3 3 4 10k dc v1 6 6 1. cetak v dc (4,0.) . Akhir
Dengan ini netlist SPICE, kita bisa memaksa komputer digital untuk mensimulasikan dan komputer analog, yang rata-rata tiga angka bersama-sama. Jelas, kita tidak melakukan hal ini untuk tugas praktis rata-rata angka, melainkan untuk mempelajari lebih lanjut tentang rangkaian dan lebih lanjut tentang rangkaian simulasi komputer!
08.29
sim_gratis
PARTS DAN BAHAN
* 6 baterai volt
* Elektromagnet terbuat dari percobaan dalam bab sebelumnya, atau kawat spool besar
Itu akan ideal dalam percobaan ini memiliki dua meter: satu voltmeter dan satu ammeter. Untuk percobaan pada anggaran, ini mungkin tidak dapat dilakukan. ammeter Apa pun yang digunakan harus mampu mengukur setidaknya beberapa amp arus. A "6 volt lentera" baterai dasarnya hubung pendek oleh sepotong panjang kawat bisa menghasilkan arus sebesar ini, dan ammeter Anda harus mampu mengukur tanpa meniup sumbu atau mempertahankan kerusakan lainnya. Pastikan rentang arus tertinggi pada meter itu minimal 5 amp!
CROSS-DAFTAR PUSTAKA
Pelajaran Dalam Sirkuit Listrik, Volume 1, Bab 8: "DC Metering Circuits"
TUJUAN BELAJAR
* Operasi prinsip Kelvin (4-kawat) pengukuran resistansi
* Bagaimana mengukur resistensi yang rendah dengan alat uji umum
Skematis DIAGRAM
ILUSTRASI
INSTRUKSI
Meskipun percobaan ini adalah yang terbaik dilakukan dengan dua meter, dan memang ditampilkan seperti itu dalam skema diagram dan ilustrasi, satu multimeter sudah cukup.
Kebanyakan ohmmeters beroperasi pada prinsip menerapkan tegangan kecil di sebuah resistansi yang tidak diketahui (Runknown) dan menyimpulkan resistensi dari jumlah arus yang ditarik oleh itu. Kecuali dalam kasus khusus seperti Megger, baik tegangan dan jumlah arus yang dipekerjakan oleh meter cukup kecil.
Ini menyajikan masalah pengukuran resistensi yang rendah, sebagai contoh resistensi yang rendah mungkin nilai resistansi yang jauh lebih kecil daripada sirkuit meter itu sendiri. Bayangkan mencoba untuk mengukur diameter benang katun dengan ukuran, atau mengukur berat koin dengan skala dibangun untuk menimbang truk angkutan, dan Anda akan menghargai masalah yang dihadapi.
Salah satu dari banyak sumber kesalahan dalam mengukur resistensi kecil dengan ohmmeter biasa adalah resistansi uji sendiri ohmmeter's lead. Menjadi bagian dari rangkaian pengukuran, uji resistensi memimpin mungkin berisi lebih dari perlawanan dari spesimen uji, menimbulkan kesalahan pengukuran yang signifikan dengan kehadiran mereka:
Salah satu solusinya adalah disebut Kelvin, atau 4-kawat, resistansi metode pengukuran. Ini melibatkan penggunaan sebuah ammeter dan voltmeter, menentukan resistensi spesimen dengan perhitungan Hukum Ohm. Suatu saat ini adalah melewati perlawanan diketahui dan diukur. Tegangan jatuh pada resistansi diukur dengan voltmeter, dan resistensi dihitung menggunakan Hukum Ohm (R = E / I). resistensi Sangat kecil dapat diukur dengan mudah dengan menggunakan mata uang besar, menyediakan drop tegangan lebih mudah diukur dari yang untuk menyimpulkan resistensi daripada jika digunakan arus yang kecil.
Karena hanya tegangan jatuh oleh resistensi yang tidak diketahui faktor dalam perhitungan - tegangan tidak turun di tes memimpin ammeter atau apapun yang menghubungkan kabel lainnya membawa - arus utama kesalahan lain yang disebabkan oleh resistensi ini tersesat benar-benar dihilangkan.
Pertama, pilih sesuai spesimen resistansi yang rendah untuk digunakan dalam percobaan ini. Saya sarankan kumparan elektromagnet ditentukan dalam bab sebelumnya, atau spool kawat di mana kedua ujungnya dapat diakses. Hubungkan baterai 6-volt untuk spesimen ini, dengan ammeter dihubungkan secara seri. PERINGATAN: yang ammeter digunakan harus mampu mengukur setidaknya 5 amps dari sekarang, sehingga tidak akan rusak oleh (kemungkinan) yang tinggi dihasilkan saat ini dalam kondisi sirkuit dekat-pendek. Jika Anda memiliki satu meter kedua, menggunakannya untuk mengukur tegangan pada titik sambungan spesimen, seperti ditunjukkan pada gambar, dan mencatat indikasi kedua meter '.
Jika Anda hanya memiliki satu meter, menggunakannya untuk mengukur pertama saat ini, sebagai indikasi rekaman secepat mungkin, kemudian segera membuka (melanggar) sirkuit. Beralih ke mode meter tegangannya, hubungkan titik-titik sambungan di spesimen's, dan menghubungkan kembali baterai, cepat mencatat indikasi tegangan. Anda tidak ingin meninggalkan baterai terhubung ke spesimen untuk lebih lama dari yang diperlukan untuk memperoleh pengukuran meter, karena akan mulai cepat debit karena sirkuit tinggi saat ini, sehingga mengurangi akurasi pengukuran ketika meter dikonfigurasi ulang dan sirkuit tertutup sekali lagi untuk pengukuran berikutnya. Ketika dua meter digunakan, ini bukan sebagai masalah yang signifikan, karena indikasi arus dan tegangan dapat direkam secara bersamaan.
Ambil pengukuran tegangan dan membaginya dengan pengukuran saat ini. kecerdasan ini akan sama dengan resistensi spesimen di ohm.
08.26
sim_gratis
PARTS DAN BAHAN
* Dua baterai 6 volt
* Satu potensiometer, putar tunggal, 10 kΩ, lancip linear (Radio Shack katalog # 271-1715)
* Dua resistor bernilai tinggi (paling sedikit 1 MΩ masing-masing)
* Detektor tegangan Sensitive (dari percobaan sebelumnya)
* Analog voltmeter (dari percobaan sebelumnya)
Nilai potensiometer tidak kritis: apa-apa dari 1 kΩ sampai 100 kΩ dapat diterima. Jika Anda telah membangun potensiometer "presisi" dijelaskan sebelumnya dalam bab ini, dianjurkan agar Anda menggunakan dalam percobaan ini.
Demikian juga, nilai-nilai sebenarnya dari resistor tidak kritis. Dalam percobaan tertentu, semakin besar nilai, semakin baik hasilnya. Mereka tidak harus tepat sama nilai, baik.
Jika Anda belum membangun detektor tegangan sensitif, dianjurkan bahwa Anda membangun satu sebelum melanjutkan dengan percobaan ini! Ini adalah, sangat berguna namun sederhana, peralatan uji bahwa Anda tidak boleh tanpa. Anda dapat menggunakan multimeter digital set ke millivolt DC "" (DC mV) adalah sebagai pengganti detektor tegangan, tetapi detektor tegangan headphone berbasis lebih tepat karena menunjukkan bagaimana Anda dapat membuat pengukuran tegangan yang tepat tanpa menggunakan mahal atau canggih peralatan meter. Saya sarankan Anda menggunakan multimeter rumah-dibuat untuk alasan yang sama, meskipun voltmeter apapun akan cukup untuk percobaan ini.
CROSS-DAFTAR PUSTAKA
Pelajaran Dalam Sirkuit Listrik, Volume 1, Bab 8: "DC Metering Circuits"
TUJUAN BELAJAR
* Meter volt loading: penyebab dan solusinya
* Dengan menggunakan potensiometer sebagai sumber tegangan variabel
* Metode pengukuran tegangan Potensiometri
Skematis DIAGRAM
ILUSTR
ASI
INSTRUKSI
Membangun rangkaian pembagi tegangan dua resistor ditunjukkan di sebelah kiri dari diagram skema dan ilustrasi. Jika kedua tinggi nilai resistor mempunyai nilai sama, tegangan baterai harus terbelah dua, dengan sekitar 3 volt turun di masing-masing resistor.
Ukur tegangan baterai langsung dengan voltmeter, lalu mengukur tegangan drop masing-masing resistor itu. Apakah Anda melihat sesuatu yang aneh tentang pembacaan itu voltmeter's? Biasanya, seri tetes menambah tegangan sama dengan tegangan total diterapkan, tetapi dalam kasus ini Anda akan melihat sebuah kesenjangan yang serius. Apakah Hukum Tegangan Kirchhoff tidak benar? Apakah ini pengecualian untuk salah satu hukum yang paling mendasar dari rangkaian listrik? Tidak! Apa yang terjadi adalah ini: ketika Anda menghubungkan voltmeter resistor baik, dengan voltmeter sendiri mengubah sirkuit sehingga tegangan yang tidak sama dengan tanpa meter terhubung.
Aku suka menggunakan analogi dari tekanan udara gauge digunakan untuk memeriksa tekanan ban pneumatik. Ketika gauge dihubungkan pada katup mengisi ban, ini melepaskan udara keluar dari ban. Hal ini mempengaruhi tekanan ban, dan mengukur tekanan membaca sedikit lebih rendah daripada apa yang di ban sebelum mengukur terhubung. Dengan kata lain, tindakan untuk mengukur tekanan ban mengubah tekanan ban. Mudah-mudahan, meskipun, ada begitu sedikit udara dikeluarkan dari ban selama tindakan pengukuran bahwa penurunan tekanan diabaikan. Dampak yang sama voltmeter mengukur tegangan, dengan melewati beberapa saat di sekitar komponen yang drop tegangan yang diukur. Hal ini mempengaruhi drop tegangan, tetapi efeknya sangat sedikit yang Anda biasanya tidak menyadarinya.
Di sirkuit ini, meskipun, efeknya sangat terasa. Mengapa demikian? Cobalah mengganti dua resistor bernilai tinggi dengan dua dari 100 kΩ setiap nilai dan ulangi percobaan. Ganti resistor mereka dengan dua 10 unit KΩ dan ulangi. Apa yang Anda ingat tentang pembacaan tegangan dengan resistor nilai lebih rendah? Apakah ini bercerita tentang voltmeter "dampak" pada sirkuit yang sehubungan dengan perlawanan sirkuit? Mengganti resistor rendah nilai dengan nilai, asli tinggi (> = 1 MΩ) resistor sebelum melanjutkan.
Coba ukur tegangan di dua resistor bernilai tinggi - satu per satu - dengan voltmeter digital bukan suatu voltmeter analog. Apa yang Anda perhatikan bacaan tentang meter digital versus analog meter itu? voltmeter digital biasanya memiliki lebih internal (probe-ke-probe) resistensi, yang berarti mereka menarik kurang lancar dari voltmeter analog dibandingkan ketika mengukur sumber tegangan yang sama. Sebuah voltmeter ideal nol akan menarik arus dari rangkaian yang sedang diuji, dan dengan demikian menderita tegangan tidak "dampak" masalah.
Jika Anda kebetulan memiliki dua voltmeter, coba ini: menghubungkan satu voltmeter di satu resistor, dan voltmeter lainnya di seluruh resistor lainnya. Pembacaan tegangan Anda akan menambahkan hingga total tegangan saat ini, tidak peduli apa nilai resistor tersebut, meskipun mereka berbeda dengan pembacaan yang diperoleh dari satu meter yang digunakan dua kali. Sayangnya, meskipun, itu tidak mungkin bahwa pembacaan tegangan diperoleh dengan cara ini adalah sama dengan tegangan tetes benar tanpa meter terhubung, dan karena itu bukan solusi praktis untuk masalah ini.
Apakah ada cara untuk membuat sebuah "sempurna" voltmeter: satu yang memiliki ketahanan yang tak terbatas dan tidak menarik arus dari sirkuit yang sedang diuji? voltmeter laboratorium modern pendekatan tujuan ini dengan menggunakan semikonduktor "penguat" sirkuit, tetapi metode ini terlalu berteknologi maju untuk siswa atau hobi untuk menduplikasi. A jauh lebih sederhana dan jauh lebih tua teknik disebut metode potensiometri atau null-balance. Ini melibatkan penggunaan sumber tegangan disesuaikan dengan "keseimbangan" tegangan diukur. Ketika dua tegangan adalah sama, seperti ditunjukkan oleh detektor null sangat sensitif, sumber tegangan disesuaikan diukur dengan voltmeter biasa. Karena dua sumber tegangan adalah sama satu sama lain, mengukur sumber disesuaikan adalah sama dengan pengukuran di rangkaian tes, kecuali bahwa tidak ada dampak "" kesalahan karena sumber disesuaikan menyediakan setiap saat dibutuhkan oleh voltmeter tersebut. Akibatnya, rangkaian yang sedang diuji tetap tidak terpengaruh, memungkinkan pengukuran drop tegangan yang benar.
Periksa skematis berikut untuk melihat bagaimana metode voltmeter potensiometri diimplementasikan:
Simbol lingkaran dengan kata "nol" tertulis di dalam merupakan detektor null. Hal ini dapat setiap gerakan meter secara sewenang-wenang sensitif atau indikator tegangan. Satu-satunya tujuan nya di sirkuit ini adalah untuk menunjukkan bila ada tegangan nol: ketika sumber tegangan adjustable (potensiometer) adalah tepat sama dengan drop tegangan pada rangkaian yang sedang diuji. Detektor ini lebih sensitif null, semakin tepat sumber dapat disesuaikan disesuaikan sebesar tegangan sedang diuji, dan lebih tepat bahwa tegangan uji dapat diukur.
Membangun sirkuit ini seperti ditunjukkan pada gambar dan menguji operasi mengukur jatuh tegangan salah satu resistor bernilai tinggi dalam rangkaian tes. Mungkin akan lebih mudah untuk menggunakan multimeter biasa sebagai detektor nol pada awalnya, sampai Anda menjadi terbiasa dengan proses menyesuaikan potensiometer untuk indikasi yang "null", kemudian membaca voltmeter terhubung di potensiometer tersebut.
Jika Anda menggunakan detektor tegangan headphone berbasis null meter, Anda akan perlu sesekali membuat dan memutuskan kontak dengan sirkuit di bawah pengujian dan mendengarkan untuk "mengklik" suara. Lakukan ini dengan tegas mengamankan salah satu probe rangkaian tes untuk menguji dan sesaat menyentuh probe test lainnya ke titik lainnya dalam rangkaian tes lagi dan lagi, mendengarkan suara-suara di headphone menunjukkan perbedaan tegangan antara rangkaian pengujian dan potensiometer. Atur potensiometer sampai tidak mengklik suara dapat didengar dari headphone. Hal ini menunjukkan "null" atau "seimbang" kondisi, dan Anda dapat membaca indikasi voltmeter untuk melihat seberapa besar tegangan dijatuhkan di resistor rangkaian tes. Sayangnya, detektor null headphone berbasis tidak memberikan indikasi apakah tegangan potensiometer lebih besar daripada, atau kurang dari tegangan rangkaian tes, sehingga Anda akan harus mendengarkan untuk mengurangi "klik" intensitas sementara memutar potensiometer untuk menentukan apakah Anda perlu menyesuaikan tegangan yang lebih tinggi atau lebih rendah.
Anda mungkin menemukan bahwa turn-tunggal ("04/03 mengubah") potensiometer terlalu kasar pada perangkat penyesuaian secara akurat "null" rangkaian pengukuran. A multi-putar potensiometer dapat digunakan bukan unit tunggal-putar untuk penyesuaian lebih presisi, atau "potensiometer presisi" sirkuit dijelaskan dalam percobaan sebelumnya dapat digunakan.
Sebelum munculnya teknologi voltmeter diperkuat, metode potensiometri adalah metode hanya untuk melakukan pengukuran tegangan yang sangat akurat. Bahkan sekarang, listrik standar laboratorium menggunakan teknik ini bersama dengan teknologi terbaru untuk meminimalkan meter meter "dampak" kesalahan dan memaksimalkan akurasi pengukuran. Walaupun metode potensiometri membutuhkan keterampilan lebih digunakan daripada hanya menghubungkan voltmeter digital modern di seluruh komponen, dan dianggap usang untuk semua tetapi aplikasi pengukuran yang paling tepat, itu masih merupakan proses pembelajaran berharga bagi siswa baru elektronik, dan berguna teknik untuk hobi instrumentasi yang mungkin tidak mahal di laboratorium rumah mereka.
SIMULASI KOMPUTER
Skematis dengan nomor node SPICE:
Netlist (membuat teks file yang berisi teks berikut, verbatim):
Potensiometri voltmeter v1 1 0 dc 6 v2 3 0 r1 1 2 1meg r2 2 0 1meg rnull 2 3 10k rmeter 3 0 50k dc v2 0 6 0.5. cetak v dc (2,0) v. (2,3) v (3,0) . Akhir
SPICE simulasi ini menunjukkan tegangan aktual melintasi R2 dari rangkaian pengujian, tegangan detektor nol, dan tegangan sumber tegangan disesuaikan, sebagai sumber yang disesuaikan dari 0 volt sampai 6 volt dengan langkah-langkah 0,5 volt. Dalam output dari simulasi ini, Anda akan melihat bahwa tegangan di R2 yang berdampak signifikan pada saat rangkaian pengukuran tidak seimbang, kembali ke tegangan yang sesungguhnya hanya ketika ada tegangan praktis nol detektor null. Pada saat itu, tentu saja, sumber tegangan disesuaikan berada pada nilai 3,000 volts: tepat sama dengan drop (tidak terpengaruh) rangkaian tes tegangan.
Apa pelajaran yang harus dipelajari dari simulasi ini? Bahwa suatu voltmeter potensiometri menghindari berdampak rangkaian tes hanya ketika berada dalam kondisi keseimbangan yang sempurna ("null") dengan rangkaian tes!
