Warum zeigt mein Multimeter über einem großen Widerstand eine falsche Spannung an?

Es fällt mir schwer, eine bestimmte Frage zu unserem Experiment zu beantworten. In unserem Experiment wurden R1 und R2 auf jeweils 1 Meg. Und später auf 10.000 festgelegt. Ich verstehe die Notwendigkeit für R1 und R2 ein wenig. Ohne R1 und R2 wäre die Spannungsaufteilung für D1 und D2 nicht genau 50-50, da keine zwei Dioden vollständig identisch sind. D1 und D2 haben beide die gleichen Leckströme (ohne R1 und R2), da sie nur in Reihe geschaltet sind. Sie werden jedoch wahrscheinlich nicht identische IV-Kurven haben, so dass dieser bestimmte Leckstrom zu V @ D1 / = V @ D2 führt.

Die Frage, die mir schwerfällt, lautet: Warum ist V @ R1 + V @ R2 / = 10 V, wenn R1 = R2 = 1 Meg? ... Andererseits addieren sich diese beiden Spannungen (zu 10 V), wenn R1 = R2 = 10k ... Der Vollständigkeit halber habe ich den 60-Ohm-Quellenwiderstand in mein Diagramm aufgenommen. Wie ich jedoch sehen kann, sind sowohl D1 als auch D2 in Sperrichtung vorgespannt und bieten daher einen sehr großen (Rückwärtswiderstand), der viel größer als die 60 Ohm sein sollte. Auch bei der Parallelschaltung von 1Meg und D1-Sperrwiderstand sollte dieser noch deutlich größer als die 60 Ohm sein. Ich habe versucht, eine Antwort in Bezug auf RD1reverse // R1 = Req1 und RD2reverse // R2 = Req2 zu finden. Req1 + Req2 (Serie) sollte immer noch viel mehr als 60 Ohm betragen, und ich dachte, dass die 10 V immer noch am Knoten der D1-Kathode angezeigt werden sollten. In unserem Experiment ist V @ R1 + V @ R1 <10v.

Kann mich jemand darauf hinweisen, wenn ich das falsch denke? Einige Tipps / erster Schritt Hinweis wäre wirklich dankbar

Edit: Frage beantwortet dank @CL. Angenommen, D1 und D2 sind der Einfachheit halber während der Sperrvorspannung offen und es sei angemerkt, dass Rmultimeter = 10Meg, V @ R2 (auf dem Multimeter gezeigt) = 10 V * (1Meg // 10Meg) / ((1Meg // 10Meg) + 1Meg + 60) = 4,76 v gemessen.

Die Eingangsimpedanz Ihres Multimeters ändert die Schaltung:

Bei 10k-Widerständen spielt der Unterschied keine Rolle, aber die 1M-Widerstände leiten so wenig Strom, dass der zusätzliche Strom durch das Multimeter einen spürbaren Effekt hat.

Wenn Sie die Eingangsimpedanz Ihres Multimeters kennen, können Sie die Spannung berechnen, die Sie ohne sie erhalten würden.

$M\Omega$

Um festzustellen, ob dies oder das Multimeter das Problem ist, messen Sie den Spannungsabfall am unteren Widerstand, schalten Sie die Widerstände und wiederholen Sie die Messung. Bei gleicher Messung liegt das Problem in der Impedanz des Multimeters. Wenn dies nicht der Fall ist, liegt das Problem in der Widerstandstoleranz.

Eine andere Möglichkeit ist, wenn Sie während der Messung die Sonden berühren. In diesem Fall werden Sie zu einem Parallelwiderstand.

Versuchen Sie, eine Messbrücke zu erstellen, um den Effekt des Eingangswiderstands des Multimeters zu beseitigen. Sie stellen so etwas wie einen 1k-Präzisionstopf über die Spannungsquelle und messen die Spannung zwischen dem Wischer und Ihrem Messpunkt. Dann justieren Sie den Topf, bis die gemessene Spannung 0V ist. Bei einer Spannung von 0 V fließt kein Strom durch das Multimeter, der die Messung beeinflusst. Anschließend messen Sie die Spannung am Wischer im Vergleich zu 0V. Da der Widerstand Ihres Topfes viel geringer ist als der Ihres Multimeters, ist das Ergebnis ziemlich genau.

Warum ist V @ R1 + V @ R2 / = 10 V, wenn R1 = R2 = 1 Meg? ... ... In unserem Experiment ist V @ R1 + V @ R1 <10 V.

Je nachdem, wie theoretisch Sie es wollen. In der Theorie,

V @ R3 + V @ R1 + V @ R2 = 10 V. Theoretisch ist also V @ R1 + V @ R2 <10.

Da jedoch der Strom in der Schaltung so klein ist (ungefähr 10 V / (R1 + R3 + R2) = 5 UA), ist der Spannungsabfall über R1 = 5 UA * 60 R = 300 UA << 10 V.

Aus praktischen Gründen ist also V @ R1 + V @ R2 = 10 V.

Dies gilt nicht, wenn R1 + R2 ausreichend nahe an R3 liegt, Ihr Messgerät ausreichend genau ist oder Ihr Experiment ausreichend wählerisch ist.

Nehmen Sie aus praktischen Gründen an, dass sich ein modernes Multimeter (vom Typ mit Stromversorgung und digitaler Stromversorgung) an sich wie ein 10- oder 20-Megaohm-Widerstand verhält. Dadurch wird der abgebildete Spannungsteiler um 5 oder 10% geändert.

Analoge, die für Spannungsmessungen ohne eigene Spannungsversorgung arbeiten, weisen normalerweise einen niedrigeren Eingangswiderstand auf, der auch von dem eingestellten Messbereich abhängt.

Es gibt zwar Voltmeter mit einem weitaus höheren Eingangswiderstand, diese sind jedoch in der Regel für Labors geeignet als tragbare Feldgeräte, da sie leicht zu verwechseln sind (Werte ungleich Null werden angezeigt, wenn die Sonden an nichts angeschlossen sind) oder sogar durch statische Elektrizität beschädigt werden.