Что покажет амперметр

Для такой простейшей цепи подсчитать ток совсем несложно, он составит 0,018А или 18мА. Вместе с этим на рисунке показано, что миллиамперметр в одну и ту же цепь включен в трех различных точках. Согласно законам физики его показания будут совершенно одинаковы, ведь, сколько электронов «вытекает» из плюса батареи столько же возвращается обратно, но уже через «минус». А дорога у всех этих электронов одна: это соединительные провода, резисторы, а если подключены, то и миллиамперметры.

На рисунке 2 показана схема двухтранзисторного приемника из книги М.М. Румянцева «50 схем транзисторных приемников» (1966).

Рисунок 2. Схема двухтранзисторного приемника

В те далекие времена схемы в книгах сопровождались подробными описаниями и методикой их наладки. Часто рекомендовалось измерить токи на определенных участках схемы, обычно коллекторные токи транзисторов. Места измерения токов показывались на схеме крестиком. В этом месте, естественно в разрыв проводника, подключался миллиамперметр и с помощью подбора номинала резистора, отмеченного звездочкой, подбирался ток, указанный тут же на схеме.

Подводные камни при измерении токов

На рисунках 3 и 4 показана простейшая цепь, - батарейка, резистор и мультиметр. По закону Ома нетрудно подсчитать, что ток в этой цепи будет

I = U/R = 1,5 / 10 = 0,15А или 150мА.

Если приглядеться к обоим рисункам, то выяснится, что показания приборов разные, хотя в самих схемах, если их так можно назвать, ничего не изменилось. На рисунке 3 показания полностью соответствуют расчету по закону Ома.

Рисунок 3. Измерения тока в программе симуляторе Multisim

А вот на рисунке 4 они стали несколько ниже, а именно 148,515mA. Спрашивается, почему? Ведь на схеме ничего не изменилось, источник тот же и резистор не стал больше или меньше.

Рисунок 4. Измерения тока в программе симуляторе Multisim

Дело в том, что любые свойства мультиметра можно изменять, что делается с помощью нажатия на кнопку «Параметры». В данном случае изменено входное сопротивление амперметра: на рисунке 3 оно было 1nΩ, а на рисунке 4 увеличено до 100mΩ, или всего 0,1Ω. Этот пример приведен для того, чтобы продемонстрировать, как влияют на результат свойства измерительного прибора. В данном случае амперметра.

Попробуем в этой схеме увеличить ток в 10 раз. Для этого достаточно уменьшить номинал резистора также в 10 раз, тогда нетрудно подсчитать, что амперметр покажет полтора ампера. Если входное сопротивление принять равным 1nΩ, как на рисунке 3, то результат будет 1,5A, что полностью соответствует расчету по закону Ома.

Если с помощью упомянутой кнопки «Параметры» сделать сопротивление амперметра 0,1Ω, то на шкале прибора можно будет увидеть 1,364А. Конечно, 0,1Ω несколько великовато для реального амперметра, а 1nΩ, наверно, бывает только в программе – симуляторе все равно можно увидеть, как внутреннее сопротивление прибора влияет на результат измерений. Вообще, проводя подобные измерения, надо сразу прикидывать «в уме» хотя бы порядок результата. Но начинать следует с заведомо большего диапазона на приборе.

Так дело обстоит при измерении токов в программе симуляторе, где все заведомо настроено на достижение лучших результатов. Все детали с минимальными допусками, входные сопротивления приборов тоже идеальны, температура окружающей среды 25 градусов. Но, как было только что показано, параметры приборов, деталей и даже температуры можно задавать по желанию пользователя.