Basit gerilim bölücü bilmecesi

[malazgirt]

Aşağıdaki gibi bir gerilim bölücü devresi kuruyoruz. Dirençlerden birisinin değerine X diyelim, diğer direncin değeri bunun 12 katı, yani 12X

Devreye bu şekilde 13V veriyoruz. Bu durumda Ohm kanununa göre X üzerinde 1V, 12X üzerinde de 12V gerilim ölçmemiz gerekiyor. Ama ölçtüğümüzde şu değerleri alıyoruz:

X üzerinde 0.9455V, 12X üzerinde 10.934V. Bu iki voltajı toplayınca 11.8795V çıkıyor

Başka bir ölçü aleti ile ölçümleri tekrarlıyorum:

X üzerinde 0.9451V, 12X üzerinde 10.928V. bu iki voltajı toplayınca da 11.8731V çıkıyor

Bu nasıl şey? iki direncin üzerinde düşen voltajların toplamı 13V olması gerekmiyor mu? Acaba ölçü aletleri mi yanlış ölçüyor? Ama öyle olsa, neden her iki ölçü aletinde de aynı sonucu alıyoruz? Bir de bu iki ölçü aleti de üst sınıf multimetreler. Birisi 4.5 haneli Keysight U1282A, diğeri de 6.5 haneli Rigol DM3068. Problem nerede olabilir?

 

[malazgirt]

Ohm kanunu bu devre için geçerliliğini yitirmeyeceğine göre, başka bir olay var burada. Sanki ölçü aletleri, devreye bağlandığında, devrenin karakteristiklerini değiştiriyor. Ama nasıl değiştirebilir, ölçü aletlerinin gerilim ölçerken giriş empedansları çok yüksektir?

Evet, ölçü aletlerinin giriş empedansları çok yüksektir, ama sonsuz da değildir. Tipik bir dijital multimetrenin giriş empedans 10 MΩ dur. Eğer bu devredeki X değeri de 1 MΩ ise, o ölçü aleti artık devreyi etkileyecek demektir. Evet, problem bu. R1 direnci 1 MΩ idi, R2 direnci de 12 MΩ idi. Ölçü aleti de bu devreye bağlandığında, devrenin karakteristiğini tamamen değiştiriyor.

Peki bu sorunu nasıl aşacağız. İşte bu noktada, masa tipi ölçü aletleri, el tipi ölçü aletlerine göre üstünlüklerini ortaya koyuyor. Birçok masa tipi multimetrede giriş empedansı çok daha yüksek değerlere ayarlanabilir. Bu deneyde kullanılan Rigol DM3068'de iki tane giriş empedansı seçeneği var: 10 MΩ ve 10 GΩ. DM3068'in giriş empedansını 10 GΩ yapıp tekrar ölçtüğümüzde şu sonuçları alıyoruz:

X üzerinde 1.0348V, 12X üzerinde 11.9715V. Bu iki voltajı toplayınca 13.0063V

Evet, burada alınacak ders nedir? Çok yüksek empedansa sahip devreler ile çalışırken, multimetrenizin devreyi etkilemeyeceğini artık varsayamazsınız. Böyle bir durumda çok daha yüksek giriş empedanslı bir multimetre kullanmanız gerekir.