Ознакомиться с замыслом эксперимента

В эксперименте исследуется: как соотношение "выходное сопротивление источника измеряемого напряжения / входное полное сопротивление измерительного прибора" влияет на результат измерения напряжения.

Для этого гармоническое напряжение подается одновременно на входы двух резистивных делителей напряжения (на рисунке 5.1 показан внешний вид двух модификаций платы с делителями).

Рисунок 5.1 - Внешний вид двух модификаций платы с делителями

Делители имеют общий вход - клеммы на левой плате и средние клеммы на правой плате. Выходы делителей расположены по краям правой платы и с нижних резисторов на левой плате. Общую точку делителей (нижние клеммы на рис. 5.1) следует соединять с общим проводом генератора, осциллографа и вольтметров.

Один делитель состоит из двух резисторов с одинаковыми сопротивлениями в несколько сотен килоом, а другой делитель – из двух резисторов с одинаковыми сопротивлениями в несколько сотен ом. (Это не означает, что делитель ДН1 – высокоомный, а делитель ДН2 - низкоомный; на некоторых платах может быть и наоборот!)

В результате этого делители имеют одинаковые коэффициенты передачи

K = R₁ / 2 R₁ = R₂ / 2 R₂ = 0,5

(с допускаемыми отклонениями ± 0,005),но существенно отличающиеся выходные сопротивления (сотни килоом и сотни ом):

R_выхДН1 = 0,5 R₁, R_выхДН2 = 0,5 R₂.

Так как входное напряжений обоих делителей одно и то же, а коэффициенты передачи делителей практически одинаковы, то выходные напряжения делителей будут также весьма близкими.

Но при подключении к выходам делителей измерительного прибора (вольтметра или осциллографа) будет проявиться погрешность взаимовлияния из-за не бесконечно большого входного полного сопротивления измерительного прибора (в большей степени – при подключении к выходу с большим сопротивлением). Это вызвано тем, что при подключении прибора к выходу делителя уменьшается сопротивление между выходными выводами делителя, в результате чего коэффициент передачи делителя будет отличаться от 0,5. При этом на высоких частотах сильно сказывается ёмкостная составляющая полного сопротивления измерительного прибора.

Заметим, что по степени различия ожидаемого и полученного показаний можно судить о соотношении выходного сопротивления делителя и входного полного сопротивления измерительного прибора.

В процессе эксперимента исследуется зависимость результатов измерения напряжений от изменения следующих факторов: выходного сопротивления объекта, входного сопротивления и входной ёмкости измерительного прибора; частоты измеряемого напряжения.