Il voltmetro

Il voltmetro misura la differenza di potenziale fra due nodi. Va perciò inserito in parallelo con la porzione di circuito di cui si vuole misurare la tensione: i suoi due morsetti si attaccano ai due punti fra cui misurare $\Delta V$, senza interrompere il ramo principale.

Principio — Voltmetro ideale

Un voltmetro ideale ha resistenza interna infinita: non preleva corrente dal circuito, quindi non altera la tensione che si vuole misurare.

Gli strumenti reali hanno una resistenza interna $R_V$ grande ma finita (tipicamente $R_V \geq 10^6\;\Omega$). Essendo in parallelo al ramo, un po’ di corrente lo attraversa comunque; per non disturbare occorre che la sua resistenza sia molto maggiore di quella del ramo misurato: $\ev{R_V \gg R}$

Amperometro (A) in serie con $R$; voltmetro (V) in parallelo ai capi di $R$.

Errori da inserzione

Un voltmetro a bassa resistenza interna disturba in modo significativo il circuito: diventa esso stesso un “ramo parallelo” che drena corrente. Ad esempio misurare con $R_V = 10\;\text{k}\Omega$ la tensione ai capi di un resistore da $100\;\text{k}\Omega$ porta la resistenza equivalente a $9{,}1\;\text{k}\Omega$: si legge un valore molto più basso di quello reale prima dell’inserimento. Regola pratica: per misure precise serve $R_V \geq 100\,R$.

Serie vs parallelo

Amperometro e voltmetro hanno esigenze opposte: l’amperometro (in serie) deve avere resistenza piccola, il voltmetro (in parallelo) resistenza grande. In entrambi i casi lo scopo è non alterare il circuito misurato.

Collegamenti

Argomenti: Circuiti elettrici Concetti: Resistenze in serie e parallelo

Esercizi collegati: Esercizio svolto — rete mista serie e parallelo · Problema — vero o falso su serie e parallelo · Problema — resistenza equivalente serie-parallelo