Was sollte die unabhängige Variable in einem Widerstandsexperiment sein?

Mir wurde heute eine Frage von einem Studenten gestellt, und ich habe jetzt eine Weile darüber nachgedacht. Sollten wir in einem Experiment zur Messung des Widerstands eines Leiters die Spannung über dem Leiter variieren und den Strom messen, oder sollten wir den im Leiter fließenden Strom variieren und die Spannung darüber messen?

Was würde uns experimentell bessere Ergebnisse liefern?

Ich habe darüber nachgedacht, dass der Abfall über dem Amperemeter oder Voltmeter in beiden Fällen sehr gering sein sollte (und fast in der gleichen Größenordnung). Würde es also einen Unterschied machen?

Sie müssen vorsichtig sein, denn ein guter Leiter hat weniger Widerstand als Ihr Amperemeter! Eine Methode, die funktionieren kann, besteht darin, ein sehr genaues Voltmeter zu haben und den Spannungsabfall sowohl am Amperemeter als auch am Leiter zu messen.
Ich frage mich, ob es die Spannung über (oder den Strom durch) den Leiter fixieren sollte, anstatt zu variieren . Es ist keine große Sache, aber wenn Sie beispielsweise die Spannung variieren und dann die Änderung des Stroms messen, können Sie den dynamischen Widerstand berechnen R = Δ v Δ ICH . Wenn Sie stattdessen die Spannung auf einen Wert ungleich Null festlegen und dann den Strom messen, können Sie den statischen Widerstand berechnen R = v ICH . In jedem Fall ist die Spannung darüber die gesteuerte Variable.
Was ist falsch daran, den Widerstand mit einem Ohmmeter zu messen?

Antworten (2)

Im Prinzip spielt es keine Rolle, solange Sie sowohl die Spannung als auch den Strom genau messen (vertrauen Sie nicht nur darauf, dass der Wert des unabhängigen Parameters dem entspricht, auf den Sie die Quelle eingestellt haben). Idealerweise möchten Sie Kelvin-Sense-Verbindungen verwenden, um die beiden Betriebsparameter unabhängig voneinander messen zu können.

Sie möchten normalerweise auch vermeiden, eine Spannung oder einen Strom anzulegen, die eine erhebliche Eigenerwärmung verursachen, die die Eigenschaften des zu testenden Widerstands verändern könnte.

Für niederohmige Widerstände (unter 1 Ω ) ist es normalerweise bequemer, eine feste Stromquelle zu verwenden, und für hochwertige Widerstände (über vielleicht 10 M Ω ) verwenden wir meistens eine Festspannungsquelle.

The Photon, würden Sie etwas zum letzten Absatz hinzufügen und erklären, warum es bequemer ist?

Haben Sie zusätzlich zu dem, was @The Photon vorgeschlagen hat, die Verwendung einer Wheatstone Bridge in Betracht gezogen ? Obwohl es sich um eine alte Methode handelt und digitale Multimeter eine einfache Möglichkeit zur Widerstandsmessung bieten, kann eine Wheatstone-Brücke verwendet werden, um sehr niedrige Widerstandswerte im Milliohmbereich zu messen. Ob es nützlich ist oder nicht, hängt vom Leiter, seiner Stärke und seiner Länge ab, die Sie messen.

Beispielsweise hat ein 18-AWG-Kupferleiter je nach Grad einen Widerstand von etwa 6 Ohm pro 1000 Fuß oder etwa 6 Milliohm pro Fuß.

Die Genauigkeit der Wheatstone-Brücke hängt natürlich von der Genauigkeit der 4 Widerstände ab, die zum Abgleich der Brücke verwendet werden.

Hoffe das hilft.

Was sollte die unabhängige Variable in einem Widerstandsexperiment sein?
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