Col·locació correcta dels instruments: amperímetre en sèrie, voltímetre en paral·lel
1 · Prediu
Per mesurar correctament el corrent i la tensió d'una resistència, un amperímetre ha d'anar en sèrie i un voltímetre en paral·lel. Si munteu els instruments així, es comporta el circuit exactament com si els instruments no hi fossin?
- No: qualsevol col·locació d'instruments canvia una mica el circuit.
- Depèn del valor de la resistència.
- Sí: els instruments ideals ben col·locats no canvien gens el corrent ni la tensió del circuit.
2 · Configura
- Obre el predefinit «Col·locació correcta dels instruments» i prem Restableix. L'amperímetre seu en sèrie amb R1; el voltímetre en paral·lel als extrems de R1.
- Activa totes dues lectures, la de l'amperímetre i la del voltímetre.
- Defineix el valor de R1 per a cada prova i enregistra la lectura de l'amperímetre.
3 · Recull dades
| Resistència R1 (Ω) | Lectura del voltímetre V (V) | Lectura de l'amperímetre I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 200.00 |
Representa la lectura de l'amperímetre I (eix y) contra 1/R1 (eix x) per a les tres proves.
4 · Analitza
- Per a una prova, calcula I = E/R1 amb E = 9 V. Compara-ho amb la taula i confirma que el voltímetre llegeix 9 V a cada prova independentment de R1.
- Explica, amb els 0 Ω de l'amperímetre i els ∞ Ω del voltímetre, per què aquesta col·locació et deixa llegir el corrent i la tensió reals de la resistència sense pertorbar gens el circuit.
5 · Amplia
- Mira l'experiment «Instruments intercanviats» per veure què passa si les col·locacions de l'amperímetre i el voltímetre s'intercanvien per error. Prediut, abans de mirar, si l'intercanvi faria el circuit llegir corrent zero, tensió zero o una altra cosa.
- Els multímetres digitals moderns s'acosten molt als amperímetres i voltímetres ideals (resistència interna extremadament baixa i extremadament alta, respectivament). Per què un instrument més antic i menys precís podria donar una lectura notablement diferent del valor real del circuit?
La física al darrere d'aquest experiment
Col·locació correcta dels instruments
Un amperímetre mesura corrent, i per tant ha de formar part del camí del corrent: cablejat en sèrie. Un voltímetre mesura una diferència de tensió entre dos punts, i per tant s'ha de cablejar en paral·lel entre aquells punts, consumint corrent negligible.
Circuits
- Llei d'Ohm: corrent, tensió i resistència
- Resistències en sèrie: les resistències se sumen
- Resistències en paral·lel: el corrent es divideix
- Una bombeta amb interruptor: dissipació de potència en una bombeta
- Bateries en sèrie: els EMF se sumen
- Instruments ideals: amperímetres i voltímetres no pertorben el circuit
- Bombetes en sèrie: corrent compartit, bombetes més tènues
- Bombetes en paral·lel: tensió compartida, tota la lluminositat
- Curtcircuitar una bombeta: què passa quan la desvies
- Un regulador de reòstat: resistència variable contínua
- Instruments intercanviats: un error de cablejat freqüent
- Càrrega RC: aproximació exponencial d'un condensador
138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles