質問: 電圧計電流計法 こんにちは! 学校で出された課題の答えがわかりません... 直流電源、電流計、抵抗器を直列につないで、 (1)電圧計を電流計と抵抗器をはさんで並列接続する場合 と (2)電圧計は抵抗器のみをはさんで並列接続する場合 の2通りの回路を使って抵抗値の計測をする実験をしました。 そこで抵抗値を求めるとき、(1)だったら電流計の内部抵抗を考慮して 測定値の傾きを補正して抵抗値を求め、 (2)だったら電圧計の内部抵抗を考慮して抵抗値を求めました。 内部抵抗を考慮に入れてどちらも抵抗値の計算をしたのですが (1)(2)で得られた抵抗値は異なる場合があるそうです。 この理由を考えなさい、という課題でした。 すみません、どなたか知恵を貸してくださると幸いです!
回答: 補足質問について >(1)だったら > r=(v/i)-ri >(2)だったら > r=rv/(i/v)rv-1 >この作業をしてrを求めてもrの値に差が出てしまうことがあるのはなぜでしょう、という質問でした。 (1)の式におけるiは電流計の読みでrに流れる正しい電流値ioになります。 しかしvは電圧計の読みですが正しい電圧値ではありません。 正しい電圧値voはvo=rioで与えられます。 v=i(r+ri)=vo{1+(ri/r)} で電圧計の読み自体に誤差分(ri/r)が含まれています。(ri/r)が非常に小さいくなければvの誤差がrの式に誤差として影響します。 (2)の式ではvは電圧計の読みでrの両端の正しい電圧値voになります。 しかしiは電流計の読みですがrに流れる電流値ではありません。 正しい電流値ioはio=vo/rで与えられます。 i=v{(1/r)+(1/rv)}=(vo/r){1+(r/rv)}=io{1+(r/rv)] で電流計の読み自体に誤差分(r/rv)が含まれています。(r/rv)が非常に小さい、つまり測定rに対して電圧計の内部抵抗が十分大きくなければ、iの誤差がrの式に誤差として影響します。