W pomiarach prądu amperomierz dołącza się szeregowo do gałęzi, w której mierzony jest prąd. To oznacza, że jego rezystancja wewnętrzna r staje się dodatkowym oporem w obwodzie i zmienia wartość prądu. W idealnym amperomierzu r = 0, ale w praktyce r > 0, więc zawsze pojawia się pewien błąd metody.
Najpierw wyznaczamy napięcie zasilania, zakładając, że podana wartość 5 A dotyczy obwodu bez dołączonego amperomierza (prąd "prawdziwy" w badanym obwodzie). Dla samego rezystora R = 99 Ω:
U = I·R = 5 A · 99 Ω = 495 V
Następnie włączamy amperomierz o rezystancji wewnętrznej r = 1 Ω szeregowo, więc opór całkowity rośnie do:
Rz = R + r = 99 Ω + 1 Ω = 100 Ω
Nowy prąd, który pokaże układ po dołączeniu amperomierza, wynosi:
Im = U / Rz = 495 V / 100 Ω = 4,95 A
Uchyb bezwzględny pomiaru spowodowany dołączeniem amperomierza to różnica wartości prądu przed i po włączeniu przyrządu (wartość bezwzględna):
ΔI = |I − Im| = |5,00 A − 4,95 A| = 0,050 A
Dlaczego pozostałe odpowiedzi bywają wybierane błędnie?
- Wyniki większe od 0,050 A zwykle wynikają z pomylenia oporu całkowitego (np. błędne dodanie/odjęcie) albo z przyjęcia, że 5 A to już wskazanie po dołączeniu miernika.
- Wyniki bliskie zeru to efekt założenia, że amperomierz jest idealny (r = 0) mimo że w treści podano r = 1 Ω.
- Podanie wartości procentowej zamiast w amperach to pomylenie uchybu bezwzględnego z uchybem względnym.
Wskazówka egzaminacyjna: w zadaniach o błędzie metody przy pomiarze prądu zawsze sprawdź, czy rezystancja wewnętrzna miernika jest włączona szeregowo i czy w treści podano prąd "przed" czy "po" dołączeniu przyrządu.
