Multímetro, la corriente de medición calcula menos. ¿Puedo calcular la resistencia interna del medidor de esta manera?

He configurado el siguiente circuito para medir la corriente.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Por supuesto, la ley de Ohm me dice que debo obtener una medida de aproximadamente 0,3 A (300 mA).

3V / 10 Ohm = 0.3

Sin embargo, ¿mi medidor me muestra un valor que es mucho más pequeño? En realidad, es aproximadamente la mitad a 157,7 mA.

circuito y medidor

Otras cosas que he considerado

Como probé el voltaje de mi batería y es de 3 a 3.01 voltios, asumo que está bien. También probé la resistencia de 10 ohmios con el medidor y el medidor mide entre 9,8 y 10 ohmios, lo que parece correcto.

Resistencia interna del medidor

Después de un par de búsquedas, creo que esto se debe a la resistencia interna del medidor.
Si eso es cierto, estoy calculando la resistencia interna en aproximadamente 10 ohmios también desde:

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

Plantea algunas preguntas

Pero todavía tengo algunas preguntas.

  1. De ahora en adelante, cuando mida la corriente con este medidor, ¿debería considerar que tengo unos 10 ohmios de resistencia adicional? ¿Este valor será consistente? ¿Es esa una suposición válida?
  2. Si este es un valor conocido, ¿por qué el fabricante/diseñador del medidor simplemente no restó ese valor del cálculo que hacen cada vez para que el medidor mostrara el valor correcto?
  3. ¿Me estoy perdiendo alguna otra información vital (es decir, esta no es la resistencia interna del medidor)?
  4. ¿Es posible comprar un medidor que mida la corriente con precisión*, más cerca de 300 mA? ¿Sería un costo prohibitivo para un aficionado?
  5. Si puede comprar un medidor como ese, ¿qué podría mostrar la descripción que me ayudaría a saber que podría medir la corriente sin verse afectado por la resistencia interna?

*Sé que esto es algo ridículo porque una vez que sabes, sabes. Sin embargo, estoy tratando de enseñar la ley de Ohm a los primeros estudiantes de electrónica y de mostrarles que el medidor confirmará sus cálculos.

EDITAR Debido a que hubo algunas preguntas sobre mi medición de voltaje inicial, investigué un poco más.

Mi medida de voltaje original estaba en las dos baterías AA sin carga. Luego medí aproximadamente 2,2 voltios en la resistencia de 10 ohmios de mi circuito. Supongo que eso significaría algo como:

2.2 / 10 Ohm = 220mA

Sin embargo, sé que cuando mido solo veo 157 mA de corriente. Entonces...

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

Conecto el 63 que falta de la siguiente manera:

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

Así que sigo viendo ~12 ohmios adicionales que no puedo explicar. Obviamente, eso es más alto que mi extra de 9-10 ohmios que estaba calculando, pero podría deberse al redondeo.

¿Agrega esto alguna información valiosa adicional? Creo que sí.

EDITAR 2

Aquí hay una instantánea ampliada del panel del medidor porque una publicación útil pensó que el medidor estaba en modo CA. Como puede ver, el medidor estaba en modo CC durante la medición.

zoom del panel de medidores

Ponga su medidor en la medición de ohmios y conecte un cable de V a mA para confirmar. No es necesario tener una conexión a común. Esta voluntad (debe autoevaluarse). ¡Maldita sea, su medidor usa un enchufe de mA para las lecturas de ohmios! Simplemente use el enchufe de 20A en el futuro en circuitos sensibles u obtenga un medidor mejor con una especificación que indique cuál es la resistencia interna.
¿Intentó medir el voltaje de la batería cuando se conecta la carga de 10 ohmios?
El video de YouTube Qué es el voltaje de carga del amperímetro y por qué debería importarle. lo explica, tal vez podría construir su propia respuesta cuando comprenda lo que está sucediendo. Ah, y mida el voltaje directamente a través de la resistencia, no introduzca el voltaje real de la batería.
@AndrewMorton, video sorprendentemente bueno. Tenga en cuenta que también obtuvo alrededor de 10 ohmios para el valor de derivación, y esto es para un DMM de muy buena reputación de $ 200. Mi Fluke 179 mide alrededor de 1,5 ohmios en ambos rangos secundarios de alta sensibilidad (40 mA y 400 mA)
cambie la resistencia a 100Ω ... ¿todavía llega a la misma conclusión?
@AliChen Tome nota de sus casi últimos comentarios, donde el voltaje de carga del Fluke 87 es 10 veces PEOR que el Fluke más antiguo y más barato cuando se observa el rango de 4 mA.
Si pudiera medir voltaje y corriente simultáneamente, el resultado es trivial. (V/I) Suponemos que tiene células frescas. Pero pruébalos por separado para asegurarte de que no estás midiendo la resistencia de la batería en una celda débil. (No hay necesidad de protoboard)
@Andyaka He ignorado ese enchufe de 20A durante unos 20 años. :) Nunca he sabido lo que era. Pensé que era solo para la medición de amperios grandes. Lo intenté y el valor medido está en el rango esperado. Se lee como 270mA. Interesante.
"He probado el voltaje de mi batería y es de 3 a 3,01 voltios", ¿con o sin carga? Debe haber 2 números aquí. 300mA es mucho para penlites, repita con cargas de 100 y 1k ohm.

Respuestas (4)

Me dirigieron al siguiente video de YouTube y contiene la mejor explicación del fenómeno que estoy viendo.

¿Qué es el voltaje de carga del amperímetro y por qué debería importarle (YouTube)?

Mis pruebas adicionales parecían respaldar la idea del video (que la resistencia interna del medidor es de alrededor de 9-10 ohmios).

Específicamente cuando medí el voltaje durante la carga a través de la resistencia de 10 ohmios y obtuve 2.2V.

2.2 / 10 Ohm = 220mA

Sin embargo, sé que cuando mido solo veo 157 mA de corriente. Entonces...

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

Conecto el 63 que falta de la siguiente manera:

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

El punto aquí es que todavía tengo ~ 10-12 ohmios de resistencia que no puedo explicar (que se supone que están en el medidor).

Último punto de datos que parece confirmar la teoría de la resistencia interna

Otro cartel señaló un puerto especial en mi medidor (marcado 20A) que tiene una carga menor (alrededor de 1 ohmio). Conecté mi sonda positiva en ese puerto y medí 270 mA en el circuito, muy cerca de los 300 mA que esperaba.

puerto 20A

En respuesta a mis otras preguntas, el video también muestra los elementos de la hoja de datos del medidor que mostrarán las resistencias internas al comprar un multímetro.

EDITAR

Seguí aumentando las resistencias (pero sigo viendo los ~10 ohmios adicionales de resistencia). Por ejemplo, acabo de poner una resistencia de 330 ohmios y medí 8,81 mA de corriente. Si calculo el valor usando la ley de Ohm obtengo:

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

Si ajusto mi cálculo considerando que mi medidor está causando 10 ohmios adicionales de resistencia, obtengo casi el valor exacto que vi cuando midí.

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

Actualizar

También hubo algunas dudas sobre si la batería AA podría o no proporcionar 300 mA de corriente debido a la resistencia interna y quería cerrar el círculo con eso.

Busqué la hoja de datos de duracell AA y, aunque no indica específicamente la corriente máxima que puede proporcionar la batería, sí muestra el siguiente gráfico:

Especificaciones de la batería duracell AA

Puede ver que lo muestran proporcionando hasta 1000 mA (1 amperio) de corriente durante un poco más de una hora, por lo que creo que podemos inferir que la batería puede suministrar corriente a estos niveles más altos (300 mA y más).

Si tiene un segundo multímetro, debe medir el voltaje directamente a través de la resistencia mientras el primer multímetro, que lee la corriente, está en el circuito.
@AndrewMorton Gracias, lo haré cuando compre un segundo multímetro (con suerte pronto).

Dado que tiene un rango de 200 mV con una resolución de 0,1 mV.

Si necesita medir 200 mA a escala completa con una derivación de 1 ohmio, esto funcionará mejor. Estoy un poco sorprendido de que no tenga eso, pero es un medidor barato.

Esperaría de 1 a 1,5 ohmios para la mayoría de los medidores en este rango.

La imagen muestra el medidor en modo CA. Estás midiendo una corriente continua. Algunos medidores, tal vez este, miden 0,7 del valor real cuando se usan de esta manera. Eso podría explicar la discrepancia entre 157 mA y 220 mA.

La imagen original no estaba clara, así que actualicé la pregunta para mostrar una imagen ampliada que muestra que el medidor estaba realmente en modo CC.

Es probable que sus baterías no puedan proporcionar 0,3 A a pleno voltaje.

Saque el amperímetro (para que no sea un problema) y vea qué voltaje tiene cuando la resistencia está conectada. Espero que sea alrededor de 1.6V más o menos.

Las celdas AA generalmente se usan con un consumo de 50 mA o menos. Puede obtener mejores resultados con células C o D.

Multímetro, la corriente de medición calcula menos. ¿Puedo calcular la resistencia interna del medidor de esta manera?
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