Z Wikibooks, biblioteki wolnych podręczników.

[edytuj] Pomiar rezystancji

[edytuj] Metoda techniczna

Pomiar rezystancji $R \!$ metodą techniczną przeprowadza się w przypadku braku miernika zwanego omomierzem lub w przypadku wyznaczania rezystancji elementów nieliniowych takich jak złącza p-n. Czyli w każdym momentach gdzie wymagany jest bezpośrednio jednoczesny pomiar prądu i napięcia. W zależności od mierzonych oporności i stosuje się dwa rodzaje poprawnych pomiarów - prądu lub napięcia. Niestety użycie technik pośrednich, ze względu na włączenie 2 różnych miernikó do układu, powoduje występowanie dodatkowych błędów pomiarów uwarunkowanych dołączeniem mierników do obwodu. Dane błędy należy zniwelować przez odpowiednie podłączanie mierników oraz uwzględnienie w pomiarach faktycznych wartości prądu.

Błąd systematyczny (metody) wartości mierzonej równy jest sumie błędów charakterystycznych tych mierników:

Błąd bezwzględny: $\Delta R =\pm ( |\frac{ \Delta U_v}{I_A}| + |\frac{U_v \cdot \Delta I_A}{I_A ^2}|)$
Błąd względny: $\delta R =\pm(| \delta U_v | + | \delta I_A|)$

[edytuj] Poprawny pomiar prądu

Przykładowy schemat poprawnego pomiaru prądu stałego

Poprawny pomiar prądu jest jednym z pośrednich sposobów wyznaczenia rezystancji. Sposób ten stosowany jest przy pomiarach dużych oporności, gdyż w takim przypadku dołączenie amperomierza (którego rezystancja wewnętrzna Ra << Rx oraz Ra dąży do 0) w takim układzie wprowadzi niezmiernie małe odchylenia wartości pomiarowej prądu - pominie prądy płynące przez woltomierz.

Polega on na dokonaniu pomiaru z pomocą woltomierza i amperomierza włączonych do układu w taki sposób, że dokonujemy pomiaru prądu "rzeczywistego" przepływającego przez opornik, a jedynym zakłóceniem jest to, że woltomierz wskazuje napięcie odkładające się nie tylko na rezystorze ale i na amperomierzu. Dlatego też, wykorzystując prawo Ohma, musimy uwzględnić że napięcie Ux rezystora zależy od dwóch wartości - napięcia Uv odłożonego na woltomierzu i napięcia Ua odłożonego na amperomierzu:

$R_x = \frac{U_x}{I_a} = \frac{U_v-U_a}{I_a} = \frac{U_v}{I_a}-R_a$

Systematyczny błąd względny wniesiony do wartości pomiaru przez włączenie mierników do obwodu:

$\Delta R = R - R_x = Ra \!$

Systematyczny błąd bezwzględny wniesiony do wartości pomiaru przez włączenie mierników do obwodu:

$\delta R= \frac{R-R_x}{R_x} \simeq 100% \cdot \frac {R_a}{R}$

[edytuj] Poprawny pomiar napięcia

Przykładowy schemat poprawnego pomiaru napięcia

Poprawny pomiar napięcia jest jednym z pośrednich sposobów wyznaczenia rezystancji. Sposób ten stosowany jest prz pomiarach małych rezystancji, gdyż dołączenie woltomierza (którego rezystancja wewnętrzna Rv >> Rx oraz Rv dąży do $\infty$ ) w tym układzie wprowadzi pomijalnie małe odchylenia wartości pomiarowej - pominie napięcia odłożone na amperomierzu.

Polega on na dokonaniu pomiaru z pomocą woltomierza i amperomierza włączonych do układu w taki sposób, że dokonujemy pomiaru napięcia "rzeczywistego" odkładającego się na oporniku, a jedynym zakłóceniem jest to, że amperomierz wskazuje prąd przepływający nie tylko przez rezystor ale i upływający na woltomierzu. Dlatego też, wykorzystując prawo Ohma, musimy uwzględnić że prąd Ix przepływający przez rezystor zależy od dwóch wartości - prądu Ix płynącego przez rezystor i prądu Iv płynącego przez woltomierz:

$R_x = \frac{U_v}{I_x} = \frac{U_v}{I_a-I_v}$