5.5.2 מד מתח מעשי – הרחבת תחום מדידה
(Practical voltage meter - extending the measuring range)
יש אפשרות להרחיב את תחום המדידה גם למד המתח , כך שהוא יוכל למדוד גם מתחים גבוהים. פעולה זו מתבצעת על ידי הוספת נגד מדויק מאוד (RA) הנקרא נגד כופל בטור למד המתח.
איור 5.5
כאשר:
[rv[Ω - התנגדותו הפנימית של מד המתח (טרם ביצוע ההרחבה)
[RA[Ω - נגד הכופל
Io[A] - זרם מרבי מותר דרך מד המתח (טרם ביצוע ההרחבה)
Uo[v] - תחום המדידה של מד המתח המקורי (טרם ביצוע ההרחבה)
Un[v] - המתח הנומינלי של המכשיר (מתח מרבי למדידה) לאחר ביצוע ההרחבהכדי לחשב את ערכו של הנגד הכופל RA, הדרוש להרחבת תחום המדידה, ניעזר באיור 5.5 ובחישוב שלפניכם.
לפי חוק המתחים של קירכהוף:
על פי חוק אוהם:
נחליף את Io על פי חוק אוהם:
נבודד את RA ונקבל:
(5.3)
אפשר לראות שמד המתח המקורי (טרם ביצוע ההרחבה) אינו יכול להינזק במדידת מתחים גבוהים כתוצאה מחיבור הנגד הכופל. הסיבה לכך היא שההפרש בין המתח הגבוה הנמדד לבין המתח שנמדד באמצעות מד המתח המקורי נופל על הנגד הכופל. אך בפועל מד המתח אינו מודד את Un, אלא את המתח Uo. כדי לדעת מהו המתח הנמדד בכניסה למכשיר (עם ההרחבה), יש לכפול את ערכו של מד המתח המקורי Uo ביחס הנגדים:
(5.4)
הערות
1. את סרגל המדידה (סקלה) מכיילים כך שמוצגת תוצאת המדידה הנכונה על פי החישוב שהובא בנוסחה 5.4.
2. מכשירי מדידה הם בעלי כמה תחומי מדידה, הניתנים לבחירה באמצעות בורר רב דרגתי. באמצעות הבורר אפשר לבחור התנגדויות של נגדי כופל שונים המחוברים בטור, כך שיתאימו לתחום המדידה הנבחר, כפי שאפשר לראות באיור 5.6.
איור 5.6