Н. — Так объясни, пожалуйста, в чем же дело.
Л. — Ты просто забыл учесть, что вольтметр неправильно $меряет выходное напряжение потенциометра R2. Сопротивление потенциометра 100 000 ом, а вольтметр на шкале 10 в обладает сопротивлением 200 000 ом. Как ты видишь, это сопротивление совсем не бесконечно по сравнению с величиной сопротивления R2 и в результате измеряемое напряжение V оказывается меньше того, которым оно было бы при использовании вольтметра с очень большим входным сопротивлением.
Н. — Значит, для этого устройства мне следовало бы достать совершенно специальный вольтметр?
Л. — Ты можешь найти выход и без такого вольтметра, можно значительно улучшить результаты, если на место R2 вставить потенциометр с меньшим сопротивлением. Расчеты оказывают, что наилучшим образом подходит потенциометр сопротивлением 14 000 ом. Хорошие результаты можно получить уже при сопротивлении 10 000 ом.
Рис. 149. Напряжение приложенное к делителю напряжения Р — Q создает некоторое напряжение между точками А и В.
Н. — Я полностью согласен, что в этом случае вольтметр правильно покажет величину выходного напряжения потенюметра R2. Но я очень боюсь, как бы это сопротивление 10 000 ом, подключенное к потенциометру R1, не повлияло [льно на потенциал последнего.
Преобразование Тевенина
Л. — Сейчас я покажу тебе, как рассчитать величину возникающей ошибки. Для этой цели можно воспользоваться одним весьма общим методом, который называют преобразованием Тевенина.
Представь себе источник наложения Е, к которому подключен делитель напряжения, состоящий из резисторов Р и Q (рис. 149). ели все это устройство поместить коробку, а от точек А и В сделать выходящие наружу выводы, полученную конструкцию можно осматривать как эквивалент этого источника. Согласно преобразованию Тевенина точки А и В ведут себя как выводы источника э. д. с. Е’ и внутренним сопротивлением r. Нам предстоит рассчитать эти две величины. Расчет Е’ не представляет никакой трудности — эта величина представляет собой разность потенциалов между точками А и В, когда к ним снаружи коробки ничего не подключено. Ты свободно сможешь выполнить эту задачу, если начнешь с расчета тока, даваемого источником Е.
Н. — На мой взгляд, это совсем нетрудно. Источник замкнут на последовательно соединенные резисторы Р и Q, следовательно, протекающий по резисторам ток равен Е/(Р Q). 3 этих условиях протекающий по резистору Q ток вызывает падение напряжения EQ/(P Q).
Л. — Совершенно верно. Это и есть э. д. с. нашего источника (рис. 150), а внутреннее сопротивление будет…
Н. — Я предполагаю, что это будет просто-напросто сопротивление резистора Р.
Л. — Ты ошибаешься, но не отчаивайся, потому что почти все делают эту ошибку. На самом деле внутреннее сопротивление нашего источника эквивалентно сопротивлению параллельно включенных резисторов Р и Q, т. е. равно PQ/(P Q).