Prohozená měřidla: častá kabelážní chyba

1 · Predikuj

Když je voltmetr omylem zapojen v sérii (kam má jít ampérmetr) a ampérmetr paralelně (kam má jít voltmetr), co se stane s proudem rezistoru bez ohledu na zvolený odpor?

2 · Sestavení

  1. Otevři předvolbu meters-swapped a stiskni Resetovat. Voltmetr je (nesprávně) v sérii; ampérmetr je (nesprávně) paralelně přes rezistor.
  2. Zapni odečet proudu na rezistoru.
  3. Nastav hodnotu R1 pro každý pokus a zapiš proud rezistoru.

3 · Sbírej data

Rezistor R1 (Ω)Proud rezistoru I (A)
50.00
100.00
200.00

Vynes proud I (osa y) proti R1 (osa x) pro své tři pokusy. Je čára plochá na nule?

4 · Analyzuj

  1. Ideální voltmetr v sérii funguje jako rozpojený obvod (v podstatě nekonečný odpor), takže ve smyčce nemůže téct žádný proud bez ohledu na hodnotu R1.
  2. Vysvětli, proč sériový voltmetr — který má měřit bez odebírání proudu — naopak blokuje všechen proud, když je jedinou dostupnou cestou, a proč napětí rezistoru proto také čte nulu.

5 · Rozšiř

  1. Paralelní ampérmetr (0 Ω) ve skutečnosti zkratuje rezistor: proud preferenčně teče ampérmetrem místo R1. Ve skutečném obvodu s neideálním (ale pořád nízko odporovým) ampérmetrem může tato chyba táhnout nebezpečně vysoký proud a poškodit měřidlo. Vysvětli, proč „měřit proud ampérmetrem paralelně“ je reálné kabelážní riziko, ne jen teoretická zvláštnost.
  2. Kdybys postavil obvod a našel nulový proud všude s správně fungující baterií, co by ti kontrola umístění voltmetru řekla o možné kabelážní chybě?

Fyzika za tímto experimentem

Proč umístění měřidel záleží

Velmi vysoký odpor voltmetru je v pořádku paralelně (kde odebírá zanedbatelný proud), ale stává se efektivním rozpojením v sérii. Velmi nízký odpor ampérmetru je v pořádku v sérii, ale stává se efektivním zkratem paralelně.

← Zpět na experiment

Obvody

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky