Do pomiaru napięcia używamy woltomierza, którego należy podłączyć równolegle do elementu, na którym chcemy zmierzyć napięcie, wiemy już bowiem, że napięcie na elementach połączonych równolegle jest takie samo. A zatem woltomierz mierząc napięcie pomiędzy swoimi zaciskami mierzy jednocześnie napięcie na podłączonym do niego równolegle elemencie.

Do pomiaru natężenia prądu używamy amperomierza, który podłączamy szeregowo z elementem, dla którego chcemy mierzyć natężenie płynącego przez niego prądu. Wiemy bowiem, że natężenie prądu płynącego przez szeregowo połączone elementy jest jednakowe, toteż amperomierz mierząc natężenie przepływającego przez niego prądu mierzy jednocześnie natężenie prądu płynącego przez podłączony do niego szeregowo element.

Na Rys. 1. Zawarto prosty schemat zawierający źródło napięcia i opornik. Podłączony do opornika równolegle woltomierz mierzy napięcie na oporniku, a połączony z nim szeregowo amperomierz mierzy natężenie prądu płynącego przez ów opornik.

Rys. 1.

Należy zwrócić uwagę, że zarówno woltomierz, jak i amperomierz posiadają swój opór elektryczny. W idealnym przypadku opór amperomierza jest zerowy – chcemy bowiem, aby jego szeregowe połączenie z innym elementem obwodu nie miało wpływu na rozkład napięć oraz natężenie prądu płynącego w obwodzie (tym samym spadek napięcia na amperomierzu jest zerowy). Z kolei idealny woltomierz to taki, którego opór jest nieskończenie duży. Chcemy bowiem, aby jego równoległe podłączenie do elementu obwodu również nie wpływało na rozkład natężeń i prądów w obwodzie, a zatem w idealnym przypadku prąd przez woltomierz w ogóle nie powinien płynąć – taki efekt otrzymamy właśnie wtedy, gdy opór woltomierza będzie nieskończenie duży. Oczywiście w rzeczywistych przypadkach opory wymienionych przyrządów pomiarowych odbiegają od idealnych wartości. Opór amperomierza nie jest zerowy (choć jest bardzo niewielki), a opór woltomierza nie jest nieskończony (choć jest bardzo duży).

W obecnych czasach najczęściej stosuje się mierniki uniwersalne, które mogą pełnić funkcję zarówno woltomierza, jak i amperomierza.  Z reguły takie mierniki są w stanie dokonywać także pomiaru oporu elektrycznego, pojemności kondensatora itd.

Mierząc napięcie lub natężenie prądu musimy pamiętać o niepewności pomiaru. Aby ją obliczyć musimy znać klasę miernika, czyli parametr określający dokładność wskazań danego urządzenia.

Klasa miernika analogowego to niepewność pomiaru wyrażona w procentach maksymalnego zakresu. Weźmy za przykład miernik analogowy klasy 1,5 nastawiony na zakres . Jego niepewność bezwzględna będzie wynosić: .

W przypadku miernika cyfrowego klasa oznacza procent zmierzonej wartości (a nie całego zakresu pomiarowego). Ponadto, oprócz niepewności związanej z klasą przyrządu należy uwzględnić niepewność związaną z rządem wielkości reprezentowanym przez ostatnią wyświetlaną cyfrę. Rozpatrzmy następujący przykład: miernik cyfrowy dla zakresu  ma w instrukcji podaną dokładność . Po zmierzeniu natężenia otrzymaliśmy wynik . Niepewność wynikająca z klasy miernika będzie wynosić: . Liczba 3 podana w dokładności miernika informuje nas, że dodatkowa niepewność pomiaru będzie 3 razy większa niż rząd wielkości reprezentowany przez ostatnią wyświetlaną cyfrę. Ostatnia cyfra odpowiada za pojedyncze miliampery (jest to cyfra jedności), a zatem dodatkowa niepewność wyniesie: . Ostatecznie całkowita bezwzględna niepewność pomiaru wynosi: .

Przykład:

Zadania do zrobienia:

1. Oblicz wartości, jakie wskażą woltomierz i amperomierz, zaznaczone na układzie poniżej.

Odp.: ,

2. Cyfrowy miernik uniwersalny ustawiony na zakres 500 mV podaje wynik: 243,8. Dokładność wskazań miernika to 3% + 5. Oblicz niepewność bezwzględną. Zapisz wynik w miliwoltach wraz z niepewnością (z dokładnością do jednej cyfry po przecinku).

Odp.:

Jeśli jesteś zainteresowany/a dodatkowymi materiałami dotyczącymi tego zagadnienia, to pod poniższym linkiem znajdziesz płatne (60 zł) dwugodzinne nagranie z omówieniem teorii i rozwiązaniami zadań maturalnych w tej tematyce:

https://szkolamaturzystow.pl/kurs/kurs-maturalny-fizyka-prad-elektryczny-staly-1