Sob que condições o uso de um voltímetro seria mais preciso que um amperímetro para medir corrente?

Suponha que você tenha um circuito simples com uma fonte de tensão V1 conectada a um resistor R1, assim:

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Você pode conectar um amperímetro em série e, em seguida, a resistência interna do amperímetro afetaria a leitura atual atual, introduzindo algum erro. Mas você também pode conectar um voltímetro (com alta resistência interna) em paralelo ao longo de R1 e calcular a corrente dividindo a tensão medida por R1. Ainda haveria algum erro devido à resistência interna do voltímetro, mas qual seria mais preciso? Ou, mais especificamente, sob quais condições (por exemplo, corrente grande / pequena, R1, V1 etc.) seria mais preciso usar a segunda abordagem, com um voltímetro em vez de um amperímetro?

Vamos dar dois exemplos, um com alta corrente e baixa resistência e outro com baixa corrente e alta resistência. Suponhamos também que nosso Amperímetro tenha uma resistência de e nosso Voltímetro tenha uma impedância de$1\Omega$$1M\Omega$

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Neste circuito, temos uma fonte de impedância muito baixa e uma resistência de carga baixa. Essa situação não é muito boa para um amperímetro, pois a resistência de derivação de vai alterar a resistência total para , o que é bastante alterado. No entanto, o voltímetro possui uma impedância tão alta em comparação com o resistor de carga que dificilmente o afeta. Além disso, como a impedância de saída da fonte é muito baixa, adicionar outra carga em paralelo afetará muito pouco a tensão em V1. Nesse caso, assumindo que a resistência da carga seja conhecida com precisão, o voltímetro é a melhor escolha.$1\Omega$$11\Omega$

^{simule este circuito}

Nesse circuito, as impedâncias de carga e fonte são altas. Se colocarmos o voltímetro em paralelo com R1, a impedância de entrada é bastante próxima de R1 e a alterará para . No entanto, a resistência do amperímetro dificilmente afetará a resistência de carga real, pois é muito menor que . Além disso, como a impedância do V1 é muito alta, adicionar uma carga em série dificilmente afetará a corrente que produz. Nesse caso, adicionar um amperímetro em série é a melhor escolha.$1M\Omega$$90.9k\Omega$$1\Omega$$100k\Omega$

Como você pode ver, escolher um instrumento com uma impedância alta onde a impedância da fonte é baixa e uma impedância baixa quando a impedância da fonte é alta são as melhores opções para minimizar o erro causado pela adição do instrumento ao circuito.

Há muitas razões além da precisão, embora a precisão apareça no meu primeiro exemplo. Aqui estão alguns aplicativos do mundo real com os quais eu lidei. Primeiro, duas das configurações da universidade:

• Se houver a menor chance de transientes ou falhas atuais, é um problema. Um amperímetro é muito lento para responder, mas você pode trocar o voltímetro por um osciloscópio (acionar um LED de uma fonte de alimentação digital no modo de corrente constante levou a etapas ocasionais de 1mA na corrente, interrompendo o experimento).
• Quando você quiser remover o medidor sem interromper o circuito ou desligar o equipamento (por exemplo, configurar várias experiências de diodo a laser em um ambiente educacional com um circuito de fonte de corrente simples - meça em um resistor série incorporado ao inversor circuito e você pode tirar o medidor.$V$$1\Omega$

Então, um (literalmente) mais perto de casa:

• Na eletrônica automotiva, às vezes, você tem uma corrente alta na conexão de energia, mas deseja medir a baixa corrente posteriormente. Você pode (i) definir o medidor no modo mA, colocá-lo em curto, conectar a bateria, remover o curto ou (ii) conectar um resistor de potência em série e medir V nesse ponto. Este último é recomendado se você tiver apenas um suprimento finito de fusíveis de multímetro. (Eu só tinha faixas de 200mA e 10A DC disponíveis em vários metros, as faixas de 10A têm precisão de 100mA e eu estava tentando rastrear um dreno ~ 40mA)