Σωστή τοποθέτηση οργάνων: Αμπερόμετρο σε σειρά, βολτόμετρο παράλληλα
1 · Πρόβλεψε
Για σωστή μέτρηση της έντασης και της τάσης αντιστάτη, το αμπερόμετρο πρέπει να μπει σε σειρά και το βολτόμετρο παράλληλα. Αν στήσεις τα όργανα έτσι, συμπεριφέρεται το κύκλωμα ακριβώς σαν τα όργανα να μην ήταν εκεί;
- Όχι — οποιαδήποτε τοποθέτηση οργάνων αλλάζει κάπως το κύκλωμα.
- Εξαρτάται από την τιμή του αντιστάτη.
- Ναι — σωστά τοποθετημένα ιδανικά όργανα δεν αλλάζουν καθόλου την ένταση ή την τάση του κυκλώματος.
2 · Διάταξη
- Άνοιξε την προεπιλογή meters-correct και πάτησε Επαναφορά. Το αμπερόμετρο κάθεται σε σειρά με το R1· το βολτόμετρο κάθεται παράλληλα πάνω στο R1.
- Ενεργοποίησε και τις ενδείξεις αμπερομέτρου και βολτρομέτρου.
- Ρύθμισε την τιμή του R1 για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την ένδειξη αμπερομέτρου.
3 · Συλλογή Δεδομένων
| Αντιστάτης R1 (Ω) | Ένδειξη βολτρομέτρου V (V) | Ένδειξη αμπερομέτρου I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 200.00 |
Χαράξε την ένδειξη αμπερομέτρου I (άξονας y) έναντι του 1/R1 (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου.
4 · Ανάλυση
- Για μία δοκιμή, υπολόγισε I = E/R1 χρησιμοποιώντας E = 9 V. Σύγκρινε με τον πίνακα, και επιβεβαίωσε ότι το βολτόμετρο διαβάζει 9 V σε κάθε δοκιμή ανεξαρτήτως του R1.
- Εξήγησε, χρησιμοποιώντας τα 0 Ω του αμπερομέτρου και τα ∞ Ω του βολτρομέτρου, γιατί αυτή η τοποθέτηση σου επιτρέπει να διαβάσεις την πραγματική ένταση και τάση του αντιστάτη χωρίς καθόλου διατάραξη του κυκλώματος.
5 · Επέκταση
- Δες το πείραμα meters-swapped για τι συμβαίνει αν οι τοποθετήσεις αμπερομέτρου και βολτρομέτρου αντιστραφούν κατά λάθος. Πρόβλεψε, πριν κοιτάξεις, αν η αντιστροφή θα έκανε το κύκλωμα να διαβάζει μηδενική ένταση, μηδενική τάση ή κάτι τελείως διαφορετικό.
- Τα σύγχρονα ψηφιακά πολύμετρα προσεγγίζουν πολύ στενά τα ιδανικά αμπερόμετρα και βολτόμετρα (εξαιρετικά χαμηλή και εξαιρετικά υψηλή εσωτερική αντίσταση αντίστοιχα). Γιατί ένα παλαιότερο, λιγότερο ακριβές όργανο μπορεί να δίνει ένδειξη αισθητά διαφορετική από την πραγματική τιμή κυκλώματος;
Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα
Σωστή τοποθέτηση οργάνων
Αμπερόμετρο μετρά ένταση, ώστε πρέπει να είναι μέρος της διαδρομής έντασης — συνδεδεμένο σε σειρά. Βολτόμετρο μετρά διαφορά τάσης μεταξύ δύο σημείων, ώστε πρέπει να συνδέεται παράλληλα πάνω σε εκείνα τα σημεία, αντλώντας αμελητέα ένταση του ίδιου.
Κυκλώματα
- Νόμος Ohm: Ένταση, τάση και αντίσταση
- Αντιστάτες σε σειρά: Οι αντιστάσεις προστίθενται
- Αντιστάτες παράλληλα: Η ένταση διαιρείται
- Λάμπα με διακόπτη: Διασκορπισμός ισχύος σε λάμπα
- Μπαταρίες σε σειρά: Οι EMF προστίθενται
- Ιδανικά όργανα: Αμπερόμετρα και βολτόμετρα δεν διαταράσσουν το κύκλωμα
- Λάμπες σε σειρά: Κοινή ένταση, πιο αχνές λάμπες
- Λάμπες παράλληλα: Κοινή τάση, πλήρης φωτεινότητα
- Βραχυκύκλωμα λάμπας: Τι συμβαίνει όταν παρακάμπτεις μία
- Ρεοστάτης ρυθμιστής: Συνεχώς μεταβλητή αντίσταση
- Αντιστραμμένα όργανα: Συχνό λάθος καλωδίωσης
- Φόρτιση RC: Εκθετική προσέγγιση πυκνωτή