Ideelle måleinstrumenter: Amperemetre og voltmetre forstyrrer ikke kredsen

1 · Forudsig

Et amperemeter (i serie) og et voltmeter (parallelt) føjes til en simpel modstandskreds for at måle den. Ændrer måleinstrumenterne selv kredsens opførsel?

• Ja — tilføjelse af måleinstrumenter ændrer altid den strøm og spænding, du forsøger at måle.
• Det afhænger af, hvilken modstandsværdi du tester.
• Nej — et ideelt amperemeter har nul modstand, og et ideelt voltmeter har uendelig modstand, så ingen af dem forstyrrer kredsen.

2 · Opsætning

1. Åbn forudstillingen metered-resistor, og tryk på Nulstil. Amperemetret sidder i serie med R1; voltmeteret sidder parallelt over R1.
2. Slå både amperemeter- og voltmeteraflæsningerne til.
3. Indstil R1's værdi for hvert forsøg, og notér amperemeteraflæsningen.

3 · Saml data

Afbild amperemeteraflæsning I (y-aksen) mod 1/R1 (x-aksen) for dine tre forsøg.

4 · Analysér

1. Beregn for ét forsøg I = E/R1 med E = 9 V. Sammenlign med tabellen. Bemærk, at voltmeteraflæsningen forbliver 9 V i hvert forsøg — forklar hvorfor.
2. Et ideelt amperemeter har 0 Ω og giver derfor ingen spændingsfald — batteriets fulde EMF ligger over R1 uanset R1's værdi. Forklar, hvorfor det betyder, at voltmeteraflæsningen aldrig ændrer sig, selv når R1 (og strømmen) ændres.

5 · Udvid

1. Et rigtigt amperemeter har en lille, men ikke-nul modstand, og et rigtigt voltmeter har en stor, men endelig modstand. For meget små R1, ville et rigtigt (ikke-ideelt) amperemeters modstand så begynde at betyde mere eller mindre sammenlignet med R1?
2. Dette eksperiment placerer amperemetret i serie og voltmeteret parallelt — den eneste placering, der ikke forstyrrer kredsen. Se meters-swapped-eksperimentet for, hvad der går galt, hvis de placeres omvendt.

Fysikken bag dette eksperiment

← Tilbage til eksperimentet

138 gratis printbare fysik-labark