Byttede instrumenter: En almindelig koblingsfejl

1 · Forudsig

Hvis et voltmeter ved en fejl kobles i serie (hvor amperemetret bør sidde) og et amperemeter kobles parallelt (hvor voltmeteret bør sidde), hvad sker der så med modstandens strøm, uanset hvilken modstand du vælger?

• Strømmen er altid nul — serievoltmeterets enorme modstand blokerer kredsen helt.
• Kredsen virker stadig normalt, blot med mindre præcise aflæsninger.
• Strømmen bliver farligt stor.

2 · Opsætning

1. Åbn forudstillingen meters-swapped, og tryk på Nulstil. Voltmeteret sidder (forkert) i serie; amperemetret sidder (forkert) parallelt med modstanden.
2. Slå strømaflæsningen til på modstanden.
3. Indstil R1's værdi for hvert forsøg, og notér modstandens strøm.

3 · Saml data

Afbild strøm I (y-aksen) mod R1 (x-aksen) for dine tre forsøg. Ligger linjen fladt på nul?

4 · Analysér

1. Et ideelt voltmeter i serie virker som en åben kreds (reelt uendelig modstand), så der ikke kan flyde strøm noget sted i kredsen, uanset R1's værdi.
2. Forklar, hvorfor serievoltmeteret — beregnet til at måle uden at trække strøm — i stedet blokerer al strøm, når det er den eneste tilgængelige vej, og hvorfor modstandens spænding derfor også aflæses som nul.

5 · Udvid

1. Amperemetret parallelt (0 Ω) kortslutter reelt modstanden: strømmen flyder helst gennem amperemetret i stedet for R1. I en rigtig kreds med et ikke-ideelt (men stadig lavt modstandskalibreret) amperemeter kan denne fejl trække farligt stor strøm og ødelægge instrumentet. Forklar, hvorfor 'mål strøm med et amperemeter parallelt' er en virkelig koblingsfare, ikke bare en teoretisk kuriositet.
2. Hvis du byggede en kreds og fandt nul strøm overalt med et velfungerende batteri, hvad ville tjek af voltmeterets placering så fortælle dig om en mulig koblingsfejl?

Fysikken bag dette eksperiment

← Tilbage til eksperimentet

138 gratis printbare fysik-labark