Multimeter, Strom messen rechnet weniger. Kann ich den Innenwiderstand des Messgeräts auf diese Weise berechnen?

Zur Strommessung habe ich folgende Schaltung aufgebaut.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Natürlich sagt mir das Ohmsche Gesetz, dass ich eine Messung von etwa 0,3 A (300 mA) erhalten sollte.

3V / 10 Ohm = 0.3

Mein Messgerät zeigt mir jedoch einen viel kleineren Wert an? Tatsächlich ist es bei 157,7 mA etwa die Hälfte davon

Schaltung und Zähler

Andere Dinge, die ich in Betracht gezogen habe

Da ich meine Batteriespannung getestet habe und sie 3 bis 3,01 Volt beträgt, gehe ich davon aus, dass sie in Ordnung ist. Ich habe auch den 10-Ohm-Widerstand mit dem Messgerät getestet und das Messgerät misst ihn bei 9,8 bis 10 Ohm, was korrekt zu sein scheint.

Innenwiderstand des Messgeräts

Nach ein paar Suchen glaube ich, dass dies am Innenwiderstand des Messgeräts liegt.
Wenn das stimmt, berechne ich den Innenwiderstand auch mit etwa 10 Ohm, da:

3V / 0.157(mA) = 19.10 (Ohms)

Wirft einige Fragen auf

Aber ich habe noch ein paar Fragen.

  1. Wenn ich von nun an Strom mit diesem Messgerät messe, sollte ich nur berücksichtigen, dass ich etwa 10 Ohm zusätzlichen Widerstand habe? Wird dieser Wert konsistent sein? Ist das eine gültige Annahme?
  2. Wenn dies ein bekannter Wert ist, warum hat der Hersteller/Designer des Zählers diesen Wert nicht einfach von der Berechnung subtrahiert, die er jedes Mal durchführt, damit der Zähler den richtigen Wert anzeigt?
  3. Fehlt mir eine andere wichtige Information (dh dies ist nicht der Innenwiderstand des Messgeräts)?
  4. Ist es möglich, ein Messgerät zu kaufen, das den Strom genau* misst – näher an 300 mA? Wäre es für einen Bastler unerschwinglich?
  5. Wenn Sie ein solches Messgerät kaufen können, was könnte die Beschreibung zeigen, die mir helfen würde zu wissen, dass es Strom messen kann, ohne vom Innenwiderstand beeinflusst zu werden?

*Ich weiß, das ist etwas lächerlich, denn wenn man es weiß, weiß man es. Ich versuche jedoch, frühen Elektronikstudenten das Ohmsche Gesetz beizubringen und ihnen zu zeigen, dass das Messgerät ihre Berechnungen bestätigen wird.

BEARBEITEN Da es einige Fragen zu meiner anfänglichen Spannungsmessung gab, habe ich weitere Nachforschungen angestellt.

Meine ursprüngliche Spannungsmessung war an den beiden AA-Batterien ohne Last. Ich habe dann ungefähr 2,2 Volt über dem 10-Ohm-Widerstand in meiner Schaltung gemessen. Ich nehme an, das würde so etwas bedeuten wie:

2.2 / 10 Ohm = 220mA

Ich weiß jedoch, wenn ich messe, dass ich nur 157 mA Strom sehe. So...

220mA - 157mA = 63mA (which are missing somewhere).

Die fehlende 63 füge ich wie folgt ein:

.8V (voltage drop) / .063 = 12.69 Ohms

Ich sehe also immer noch zusätzliche ~ 12 Ohm, die ich nicht berücksichtigen kann. Das ist offensichtlich höher als meine 9-10 Ohm extra, die ich berechnet habe, könnte aber auf das Runden zurückzuführen sein.

Fügt dies einige zusätzliche wertvolle Informationen hinzu? Ich glaube schon.

BEARBEITEN 2

Hier ist ein vergrößerter Schnappschuss des Messgerätefelds, weil ein hilfreicher Post(er) dachte, das Messgerät sei im AC-Modus. Wie Sie sehen können, war das Messgerät während der Messung im DC-Modus.

Meter Panel zoomen

Schalten Sie Ihr Messgerät in die Ohm-Messung und schließen Sie zur Bestätigung eine Leitung von V an mA an. Sie müssen keine Verbindung zu Common haben. Dies wird (sollte Selbsttest). Verdammt, Ihr Messgerät verwendet eine mA-Buchse für Ohm-Messwerte! Verwenden Sie in Zukunft einfach die 20-A-Buchse an empfindlichen Schaltkreisen oder besorgen Sie sich ein besseres Messgerät mit einer Spezifikation, die den Innenwiderstand angibt.
Haben Sie versucht, die Batteriespannung zu messen, wenn die Last von 10 Ohm angeschlossen ist?
Das YouTube-Video Was ist Amperemeter-Bürdenspannung und warum sollten Sie sich darum kümmern? erklärt es - vielleicht könnten Sie Ihre eigene Antwort konstruieren, wenn Sie verstehen, was vor sich geht. Oh, und messen Sie die Spannung direkt über dem Widerstand, bringen Sie nicht die tatsächliche Batteriespannung hinein.
@AndrewMorton, überraschend gutes Video. Beachten Sie, dass er auch etwa 10 Ohm für den Shunt-Wert erhielt, und dies für ein sehr seriöses DMM von 200 US-Dollar. Mein Fluke 179 misst in beiden hochempfindlichen Teilbereichen (40 mA und 400 mA) etwa 1,5 Ohm.
Widerstand auf 100Ω ändern ... kommen Sie immer noch zu dem gleichen Ergebnis?
@AliChen Beachten Sie auch seine fast letzten Kommentare, in denen die Lastspannung des Fluke 87 10-mal SCHLECHTER ist als die des billigeren, älteren Fluke, wenn Sie den 4-mA-Bereich betrachten!
Wenn Sie Spannung und Strom gleichzeitig messen könnten, wäre das Ergebnis trivial. (V/I) Wir gehen davon aus, dass Sie frische Zellen haben. Aber testen Sie sie bitte separat, um sicherzustellen, dass Sie den Batteriewiderstand nicht an einer schwachen Zelle messen. (keine Notwendigkeit für Steckbrett)
@Andyaka Ich habe diese 20-A-Steckdose ungefähr 20 Jahre lang ignoriert. :) Ich habe nie gewusst, was es war. Ich dachte, es wäre nur für große Ampere-Messung. Das habe ich probiert und der gemessene Wert liegt im erwarteten Bereich. Es zeigt 270mA an. Interessant.
"Ich habe meine Batteriespannung getestet und sie beträgt 3 bis 3,01 Volt" - mit oder ohne Last? Hier sollten 2 Nummern stehen. 300 mA sind viel für Penlites, wiederholen Sie dies mit 100 und 1 kOhm Lasten.

Antworten (4)

Ich wurde auf das folgende YouTube-Video verwiesen und es enthält die beste Erklärung für das Phänomen, das ich sehe.

Was ist die Amperemeter-Lastspannung und warum sollten Sie sich darum kümmern (YouTube)

Meine zusätzlichen Tests schienen die Idee im Video zu unterstützen (dass der Innenwiderstand des Messgeräts etwa 9-10 Ohm beträgt).

Insbesondere als ich die Spannung während der Last über dem 10-Ohm-Widerstand gemessen und 2,2 V erhalten habe.

2.2 / 10 Ohm = 220mA

Ich weiß jedoch, wenn ich messe, dass ich nur 157 mA Strom sehe. So...

220mA - 157mA = 63mA (which are missing somewhere).

Die fehlende 63 füge ich wie folgt ein:

.8V (voltage drop) / .063 = 12.69 Ohms

Der Punkt hier ist, dass ich immer noch ~ 10-12 Ohm Widerstand habe, den ich nicht berücksichtigen kann (von denen angenommen wird, dass sie sich im Messgerät selbst befinden).

Letzter Datenpunkt, der die Theorie des inneren Widerstands zu bestätigen scheint

Ein anderer Poster wies auf einen speziellen Anschluss an meinem Messgerät (mit 20 A gekennzeichnet) hin, der eine geringere Last hat (etwa 1 Ohm). Ich habe meine positive Sonde in diesen Anschluss gesteckt und 270 mA am Stromkreis gemessen - sehr nahe an den 300 mA, die ich erwartet hatte.

20A-Anschluss

Als Antwort auf meine anderen Fragen zeigt das Video auch die Zählerdatenblattpositionen, die beim Kauf eines Multimeters die Innenwiderstände anzeigen.

BEARBEITEN

Ich habe die Widerstände weiter erhöht (aber sehe weiterhin die zusätzlichen ~ 10 Ohm Widerstand). Zum Beispiel habe ich einfach einen 330-Ohm-Widerstand eingesetzt und einen Strom von 8,81 mA gemessen. Wenn ich den Wert nach dem Ohmschen Gesetz berechne, erhalte ich:

3V / 330 Ohms = .0090A (9.0mA)

Wenn ich meine Berechnung anpasse und bedenke, dass mein Messgerät einen zusätzlichen Widerstand von 10 Ohm verursacht, erhalte ich fast den genauen Wert, den ich beim Messen gesehen habe.

3V / 340 Ohms = .00882 (8.82mA)

Aktualisieren

Es gab auch einige Fragen darüber, ob die AA-Batterie aufgrund des Innenwiderstands überhaupt 300 mA Strom liefern könnte oder nicht, und ich wollte den Kreis schließen.

Ich habe das Duracell AA-Datenblatt nachgeschlagen und obwohl es nicht ausdrücklich den maximalen Strom angibt, den die Batterie liefern kann, zeigt es das folgende Diagramm:

Duracell AA-Batteriespezifikationen

Sie können sehen, dass sie zeigen, dass sie etwas mehr als eine Stunde lang bis zu 1000 mA (1 Ampere) Strom liefern. Ich glaube also, dass wir daraus schließen können, dass die Batterie tatsächlich Strom bei diesen höheren Pegeln (300 mA und mehr) liefern kann.

Wenn Sie ein zweites Multimeter haben, sollten Sie die Spannung direkt über dem Widerstand messen, während sich das erste Multimeter, das den Strom misst, im Stromkreis befindet.
@AndrewMorton Danke, das werde ich tun, wenn ich ein zweites Multimeter kaufe (hoffentlich bald).

Da haben Sie einen 200-mV-Bereich mit einer Auflösung von 0,1 mV.

Wenn Sie 200 mA Vollausschlag mit einem 1-Ohm-Shunt messen müssen, funktioniert dies besser. Ich bin ein bisschen überrascht, dass es das nicht hat, aber dann ist es ein billiges Messgerät.

Ich würde für die meisten Messgeräte in diesem Bereich 1 bis 1,5 Ohm erwarten.

Das Bild zeigt das Messgerät im AC-Modus. Sie messen einen Gleichstrom. Einige Messgeräte, vielleicht dieses, messen 0,7 des wahren Werts, wenn sie auf diese Weise verwendet werden. Das könnte die Diskrepanz von 157 mA zu 220 mA erklären.

Das Originalbild war etwas unklar, daher habe ich die Frage aktualisiert, um ein vergrößertes Bild anzuzeigen, das zeigt, dass sich das Messgerät tatsächlich im DC-Modus befand.

Ihre Batterien können wahrscheinlich keine 0,3 A bei voller Spannung liefern.

Nehmen Sie das Amperemeter heraus (damit es nicht in Frage kommt) und sehen Sie, welche Spannung Sie haben, wenn der Widerstand angeschlossen ist. Ich gehe davon aus, dass es etwa 1,6 V oder so sein wird.

AA-Zellen werden normalerweise mit 50 mA oder weniger Stromentnahme verwendet. Möglicherweise erzielen Sie mit C- oder D-Zellen bessere Ergebnisse.

Multimeter, Strom messen rechnet weniger. Kann ich den Innenwiderstand des Messgeräts auf diese Weise berechnen?
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