Perché il mio multimetro mostra una tensione errata su un resistore di grandi dimensioni?

Non riesco a rispondere a una domanda particolare sul nostro esperimento. Nel nostro esperimento, R1 e R2 sono stati impostati su 1Meg ciascuno e successivamente su 10k ... Capisco un po 'la necessità di R1 e R2. Senza R1 e R2, la condivisione della tensione non sarebbe esattamente 50-50 sia per D1 che per D2 perché non esistono due diodi completamente identici. D1 e D2 avranno entrambe le stesse correnti di dispersione (senza R1 e R2) poiché sono solo in serie. Tuttavia, probabilmente avranno curve IV non identiche, quindi questa particolare corrente di dispersione si tradurrà in V @ D1 / = V @ D2.

La domanda che sto attraversando un momento difficile è che, perché è V @ R1 + V @ R2 / = 10v quando R1 = R2 = 1Meg? ... D'altra parte, quelle due tensioni si sommano (a 10v) quando R1 = R2 = 10k ... Ho incluso la resistenza della sorgente da 60 ohm nel mio diagramma per completezza. Tuttavia, come posso vedere, sia D1 che D2 sono invertiti di parte e quindi offrono un valore molto grande (resistenza inversa) che dovrebbe essere molto maggiore dei 60 ohm. Anche con la combinazione parallela di resistenza inversa 1Meg e D1, dovrebbe comunque essere molto maggiore dei 60 ohm. Ho provato a pensare a una risposta in termini di RD1reverse // R1 = Req1 e RD2reverse // R2 = Req2. Req1 + Req2 (serie) dovrebbe essere ancora molto più di 60 ohm e ho pensato che il 10v dovesse ancora apparire sul nodo del catodo D1. Nel nostro esperimento, tuttavia, V @ R1 + V @ R1 <10v.

Qualcuno può indicarmi se lo sto pensando in modo sbagliato? Alcuni consigli / suggerimenti per il primo passo sarebbero davvero apprezzati

Modifica: risposta a una domanda grazie a @CL. Supponendo che D1 e D2 siano aperti durante la polarizzazione inversa per semplicità e notando che Rmultimeter = 10Meg, V @ R2 (mostrato sul multimetro) = 10v * (1Meg // 10Meg) / ((1Meg // 10Meg) + 1Meg + 60) = 4.76 v misurato.

L'impedenza di ingresso del multimetro cambia il circuito:

Con resistori da 10k, la differenza non avrebbe importanza, ma i resistori da 1M passano così poca corrente che la corrente aggiuntiva attraverso il multimetro ha un effetto evidente.

Se conoscessi l'impedenza di ingresso del multimetro, saresti in grado di calcolare la tensione che otterresti senza di essa.

$M\Omega$

Per vedere se questo o il multimetro è il problema, misurare la caduta di tensione sul resistore inferiore, cambiare i resistori e ripetere la misurazione. Se la misurazione è la stessa, il problema è l'impedenza del multimetro. Se diverso, il problema è la tolleranza della resistenza.

Un'altra possibilità è se si toccano le sonde mentre si esegue la misurazione, nel qual caso si diventa una resistenza parallela.

Per eliminare l'effetto della resistenza di ingresso del multimetro, provare a creare un ponte di misurazione. Metti qualcosa come una pentola di precisione da 1k sulla sorgente di tensione e misuri la tensione tra il suo tergicristallo e il punto di misurazione. Quindi si regola la pentola fino a quando la tensione misurata è 0V. A una tensione di 0 V, non ci sarà corrente attraverso il multimetro che influenza la misurazione. Successivamente, si misura la tensione sul tergicristallo rispetto a 0 V. Poiché la resistenza del tuo piatto è molto più bassa di quella del tuo multimetro, il risultato sarà ragionevolmente esatto.

perché V @ R1 + V @ R2 / = 10v quando R1 = R2 = 1Meg? ... ... Eppure nel nostro esperimento, V @ R1 + V @ R1 <10v.

A seconda di quanto teorico vuoi che sia. In teoria,

V @ R3 + V @ R1 + V @ R2 = 10v. Quindi, in teoria, V @ R1 + V @ R2 <10.

Tuttavia, poiché la corrente nel circuito è così piccola (circa 10v / (R1 + R3 + R2) = 5ua), la caduta di tensione su R1 = 5ua * 60R = 300uv << 10v.

Quindi V @ R1 + V @ R2 = 10v, per scopi pratici.

che non regge quando R1 + R2 è sufficientemente vicino a R3, o il tuo contatore è sufficientemente preciso, o il tuo esperimento è sufficientemente schizzinoso.

Per ragioni pratiche, supponiamo che un multimetro moderno (di tipo digitale alimentato) si comporti da solo come un resistore da 10 o 20 Megaohm; questo cambierà il divisore di tensione nella foto del 5 o 10%.

Quelli analogici che funzionano senza il proprio alimentatore per le misurazioni della tensione avranno di solito una resistenza di ingresso inferiore che dipende anche dalla gamma di misurazione impostata.

Esistono voltmetri con una resistenza di ingresso molto più elevata, ma questi sono più tipicamente da laboratorio rispetto alle apparecchiature da campo portatili poiché sono facilmente confusi (mostrando valori diversi da zero con le sonde collegate a nulla) o addirittura danneggiati dall'elettricità statica.