Правилно поставяне на уреди: амперметър последователно, волтметър успоредно
1 · Предскажи
За да измериш правилно тока и напрежението на резистор, амперметър трябва да е последователно и волтметър успоредно. Ако разположиш уредите така, държи ли се веригата точно както ако уредите ги нямаше?
- Не — всяко разположение на уреди променя веригата до някаква степен.
- Зависи от стойността на резистора.
- Да — правилно поставени идеални уреди не променят изобщо тока или напрежението на веригата.
2 · Постановка
- Отвори настройката правилни уреди и натисни Нулирай. Амперметърът седи последователно с R1; волтметърът — успоредно на R1.
- Включи показанията и на амперметъра, и на волтметъра.
- Задай стойността на R1 за всеки опит и запиши показанието на амперметъра.
3 · Събери данни
| Резистор R1 (Ω) | Показание на волтметъра V (V) | Показание на амперметъра I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 200.00 |
Чертай показанието на амперметъра I (ос y) спрямо 1/R1 (ос x) за трите си опита.
4 · Анализирай
- За един опит изчисли I = E/R1 с E = 9 V. Сравни с таблицата и потвърди, че волтметърът чете 9 V във всеки опит независимо от R1.
- Обясни, с 0 Ω на амперметъра и ∞ Ω на волтметъра, защо това разположение ти позволява да прочетеш истинските ток и напрежение на резистора, без изобщо да смущаваш веригата.
5 · Надгради
- Виж експеримента разменени уреди за това какво става, ако разположенията на амперметъра и волтметъра са обърнати случайно. Предкажи, преди да погледнеш, дали размяната би накарала веригата да чете нула ток, нула напрежение или нещо съвсем друго.
- Модерните дигитални мултицетри приближават идеалните амперметри и волтметри много близо (съответно изключително ниско и изключително високо вътрешно съпротивление). Защо по-стар, по-неточен уред би дал показание, забележимо различно от истинската стойност на веригата?
Физиката зад този експеримент
Правилно поставяне на уреди
Амперметърът измерва ток, така че трябва да е част от пътя на тока — свързан последователно. Волтметърът измерва разлика в напрежението между две точки, така че трябва да е свързан успоредно на тези точки, теглейки пренебрежимо малък собствен ток.
Вериги
- Закон на Ом: ток, напрежение и съпротивление
- Резистори последователно: съпротивленията се събират
- Резистори успоредно: токът се дели
- Крушка с ключ: разсейване на мощност в крушка
- Батерии последователно: EMF се събират
- Идеални уреди: амперметърът и волтметърът не смущават веригата
- Крушки последователно: споделен ток, по-тъмни крушки
- Крушки успоредно: споделено напрежение, пълна яркост
- Късо на крушка: какво става, когато заобиколиш една
- Реостативен димер: непрекъснато променливо съпротивление
- Разменени уреди: честа грешка при свързване
- RC зареждане: експоненциално приближаване на кондензатор