أجهزة معكوسة: خطأ توصيل شائع

1 · توقّع

إذا وُصل فولتميتر سهوًا على التوالي (حيث ينبغي للأميتر) ووُصل أميتر على التوازي (حيث الفولتميتر)، فماذا يحدث لتيار المقاومة مهما اخترت المقاومة؟

• التيار صفر دائمًا — مقاومة الفولتميتر التوالي هائلة تسد الدائرة كليًا.
• ما تزال الدائرة تعمل طبيعيًا، بقراءات أقل دقة فحسب.
• يصبح التيار خطرًا كبيرًا.

2 · التجهيز

1. افتح تجربة الأجهزة المعكوسة واضغط إعادة. الفولتميتر (خطأً) على التوالي؛ والأميتر (خطأً) على التوازي عبر المقاومة.
2. فعّل قراءة التيار على المقاومة.
3. اضبط قيمة R1 لكل تجربة وسجل تيار المقاومة.

3 · اجمع البيانات

ارسم التيار I (المحور y) مقابل R1 (المحور x) لتجاربك الثلاث. هل الخط مستوٍ عند الصفر؟

4 · حلّل

1. الفولتميتر المثالي على التوالي يعمل دائرةً مفتوحة (مقاومة ما لا نهاية عمليًا)، فلا يمر تيار في أي موضع من الحلقة، مهما كانت قيمة R1.
2. اشرح لماذا يسد الفولتميترُ التوالي — المصمم للقياس دون سحب تيار — كلَّ التيار حين يكون المسار الوحيد المتاح، ولماذا تقرأ جهدا المقاومة صفرًا تبعًا لذلك.

5 · وسّع

1. الأميتر التوازي (0 Ω) يقصر المقاومة فعليًا: يمر التيار عبر الأميتر تفضيلًا بدل R1. في دائرة حقيقية بأميتر غير مثالي (لكن ما يزال منخفض المقاومة)، يمكن لهذا الخطأ سحب تيار خطر عالٍ وإتلاف الجهاز. اشرح لماذا «قياس التيار بأميتر على التوازي» خطر توصيل واقعي لا فضول نظري.
2. إذا بنيت دائرة فوجدت صفر تيار في كل مكان مع بطارية سليمة، فبماذا يخبرك فحصُ وضع الفولتميتر عن خطأ توصيل محتمل؟

الفيزياء خلف هذه التجربة

← عودة إلى التجربة