Αντιστραμμένα όργανα: Συχνό λάθος καλωδίωσης

1 · Πρόβλεψε

Αν βολτόμετρο συνδέεται κατά λάθος σε σειρά (όπου πρέπει το αμπερόμετρο) και αμπερόμετρο παράλληλα (όπου πρέπει το βολτόμετρο), τι θα γίνει με την ένταση του αντιστάτη, ό,τι κι αν είναι η αντίσταση που διαλέξεις;

• Η ένταση είναι πάντα μηδέν — η τεράστια αντίσταση του βολτρομέτρου σειράς μπλοκάρει το κύκλωμα εντελώς.
• Το κύκλωμα εξακολουθεί να λειτουργεί κανονικά, απλώς με λιγότερο ακριβείς ενδείξεις.
• Η ένταση γίνεται επικίνδυνα μεγάλη.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή meters-swapped και πάτησε Επαναφορά. Το βολτόμετρο είναι (λανθασμένα) σε σειρά· το αμπερόμετρο είναι (λανθασμένα) παράλληλα πάνω στον αντιστάτη.
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη έντασης στον αντιστάτη.
3. Ρύθμισε την τιμή του R1 για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την ένταση του αντιστάτη.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χαράξε την ένταση I (άξονας y) έναντι του R1 (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου. Είναι η γραμμή επίπεδη στο μηδέν;

4 · Ανάλυση

1. Βολτόμετρο ιδανικό σε σειρά λειτουργεί ως ανοιχτό κύκλωμα (ουσιαστικά άπειρη αντίσταση), ώστε καμία ένταση δεν μπορεί να ρεύσει πουθενά στον βρόχο, ανεξαρτήτως της τιμής του R1.
2. Εξήγησε γιατί το βολτόμετρο σειράς — σχεδιασμένο να μετρά χωρίς να αντλεί ένταση — αντιθέτως μπλοκάρει όλη την ένταση όταν είναι η μόνη διαθέσιμη διαδρομή, και γιατί η τάση του αντιστάτη διαβάζει επίσης μηδέν ως αποτέλεσμα.

5 · Επέκταση

1. Το παράλληλο αμπερόμετρο (0 Ω) στην πραγματικότητα βραχυκυκλώνει τον αντιστάτη: η ένταση προτιμά να ρεύσει μέσω του αμπερομέτρου αντί του R1. Σε πραγματικό κύκλωμα με μη-ιδανικό (αλλά ακόμη χαμηλής αντίστασης) αμπερόμετρο, αυτό το λάθος μπορεί να αντλήσει επικίνδυνα υψηλή ένταση και να βλάψει το όργανο. Εξήγησε γιατί το «μέτρηση έντασης με αμπερόμετρο παράλληλα» είναι πραγματικός κίνδυνος καλωδίωσης, όχι απλώς θεωρητική περιέργεια.
2. Αν έφτιαξες κύκλωμα και βρήκες μηδενική ένταση παντού με σωστά λειτουργούσα μπαταρία, τι θα σου έλεγε ο έλεγχος της τοποθέτησης του βολτρομέτρου σου για πιθανό λάθος καλωδίωσης;

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής