Vooluringid

Mõõteriistad vahetatult (mida mitte teha)

Voltmeeter jadamis (ideaalne katkesti) peatab voolu ~0 A-ni; ampermeeter rööps (ideaalne lühis) juhib voolu takistist mööda. Sellepärast peavad mõõteriistad olema teistpidi.

Mõõteriistad vahetatult (mida mitte teha) — interaktiivne Vooluringid simulatsioon. Voltmeeter jadamis (ideaalne katkesti) peatab voolu ~0 A-ni; ampermeeter rööps (ideaalne lühis) juhib voolu takistist mööda. Sellepärast peavad mõõteriistad olema teistpidi. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.

Vahetatud mõõteriistad (mida mitte teha)

Jadamis voltmeeter blokeerib voolu; rööps ampermeeter lühistab takisti.

Ideaalsed mõõteriistad liialdavad vea: jadamis voltmeetriga voolab peaaegu üldse voolu.

• Voltmeeter jadamis → I ≈ 0
• Ampermeeter rööps → V_R ≈ 0

Uurimise kokkuvõte

Planeeri küsimus enne labori avamist

Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.

Juhtküsimus

Kui voltmeeter ühendatakse ekslikult jadamisi (kuhu ampermeeter peaks minema) ja ampermeeter rööpselt (kuhu voltmeeter peaks minema), mis juhtub takisti vooluga, ükskõik millise takistuse sa valid?

Kaalutavad ennustused

• Vool on alati null — jadavoltmeetri tohutu takistus blokeerib vooluringi täielikult.
• Vooluring töötab ikkagi normaalselt, lihtsalt vähem täpsete näitudega.
• Vool muutub ohtlikult suureks.

Muutujate rollid

Mida sina sead:

• Takistus R1 (Ω)

Mida sa mõõdad:

• Takisti vool I (mA)

Kuidas uurimustöö käib

1. Ava vahetatud mõõteriistade eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Voltmeeter on (valesti) jadamisi; ampermeeter on (valesti) rööpselt takisti üles.
2. Lülita sisse takistil voolu näit.
3. Sea iga katse jaoks R1 väärtus ja kirjuta üles takisti vool.

Juhtiv võrrand

Miks mõõteriistade paigutus loeb — V = I·R

Voltmeetri väga kõrge takistus on rööpselt hästi (ta tõmbab tühise voolu), aga muutub sisuliselt katkestuseks, kui ta pannakse jadamisi. Ampermeetri väga madal takistus on jadamisi hästi, aga muutub sisuliselt lühiseks, kui ta pannakse rööpselt.

Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib

• Ideaalne voltmeeter jadamisi käitub kui katkestus (sisuliselt lõpmatu takistus), seega vool ei saa kusagil silmuses voolata, sõltumata R1 väärtusest.
• Selgita, miks jadavoltmeeter — mõeldud mõõtmaks voolu tõmblemata — hoopis blokeerib kogu voolu, kui ta on ainus saadaolev tee, ja miks takisti pinge selle tagajärjel samuti null loeb.

Kus see laborist kaugemale ilmneb

• Rööp-ampermeeter (0 Ω) lühistab tegelikult takisti: vool voolab eelistatult ampermeetri kaudu pigem kui R1 kaudu. Päris vooluringis mitte-ideaalse (kuid endiselt madala takistusega) ampermeetriga võib see viga tõmmata ohtlikult suurt voolu ja mõõteriista rikkuda. Selgita, miks „voolu mõõtmine rööpselt ühendatud ampermeedriga“ on päriselus juhtmestusoht, mitte ainult teoreetiline kurioosum.
• Kui sa ehitasid vooluringi ja leidsid null voolu kõikjal korralikult töötava patareiga, mida ütleks sinu voltmeetri paigutuse kontrollimine sulle võimalikust ühendusveast?

• AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
• AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
• IB Physics — B.5 Current and circuits
• General High School Physics — Electricity & DC circuits
• NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields

1. Tere tulemast vahetatud mõõteristide juurde
2. Vali takisti
3. Vajuta Esita
4. Vale paigutus
5. Ava Omaduste paneel
6. Said hakkama!

Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.

Ava interaktiivne labor →

Laadi tööleht alla →

Kirchhoffi vooluringi seadused