مدارها
مترهای جابهجا (چرا که نه)
ولتمترِ سری (مدار باز ایدهآل) جریان را تا ~0 A میبندد؛ آمپرسنجِ موازی (اتصال کوتاه ایدهآل) مقاومت را دور میزند. پس مترها باید برعکس گذاشته شوند.
مترهای جابهجا (چرا که نه) — شبیهسازی تعاملی مدارها. ولتمترِ سری (مدار باز ایدهآل) جریان را تا ~0 A میبندد؛ آمپرسنجِ موازی (اتصال کوتاه ایدهآل) مقاومت را دور میزند. پس مترها باید برعکس گذاشته شوند. آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
مترهای جابهجا (چنان که نباید کرد)
ولتمترِ سری جریان را میبندد؛ آمپرسنجِ موازی مقاومت را اتصال کوتاه میکند.
مترهای ایدهآل خطا را برجسته میکنند: با ولتمتر سری تقریباً هیچ جریانی نمیگذرد.
- ولتمتر سری → I ≈ 0
- آمپرسنج موازی → V_R ≈ 0
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامهریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیشبینیهای رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسشهای گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید میمانند.
پرسش محوری
اگر ولتمتر بهاشتباه سری (جای آمپرسنج) و آمپرسنج موازی (جای ولتمتر) بسته شود، با جریان مقاومت چه میشود، هر مقاومتی که برگزینید؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- جریان همیشه صفر است — مقاومت عظیم ولتمتر سری مدار را کامل میبندد.
- مدار همچنان عادی کار میکند، فقط قرائتها کمدقتترند.
- جریان خطرناک بزرگ میشود.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- مقاومت R1 (Ω)
آنچه اندازه میگیرید:
- جریان مقاومت I (A)
پژوهش چگونه اجرا میشود
- پیشتنظیم مترهای جابهجا را باز کنید و Reset بزنید. ولتمتر (نادرست) سری است؛ آمپرسنج (نادرست) موازی بر سر مقاومت.
- قرائت جریان را روی مقاومت فعال کنید.
- مقدار R1 را برای هر آزمایش تنظیم کنید و جریان مقاومت را ثبت کنید.
معادلهٔ حاکم
چرا جای متر مهم است — V = I·R
مقاومت بسیار بالای ولتمتر در موازی مشکلی ندارد (جریان ناچیزی میکشد) اما در سری عملاً مدار باز میشود. مقاومت بسیار پایین آمپرسنج در سری درست است اما در موازی عملاً اتصال کوتاه میشود.
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- ولتمتر ایدهآلِ سری همچون مدار باز عمل میکند (مقاومت عملاً بینهایت)، پس هیچ جریانی در حلقه جاری نمیشود، فارغ از مقدار R1.
- توضیح دهید چرا ولتمتر سری — که برای اندازهگیری بدون کشیدن جریان ساخته شده — وقتی تنها راه موجود است، همهٔ جریان را میبندد، و چرا ولتاژ مقاومت هم در نتیجه صفر خوانده میشود.
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- آمپرسنج موازی (0 Ω) در واقع مقاومت را اتصال کوتاه میکند: جریان ترجیحاً از آمپرسنج میگذرد نه از R1. در مدار واقعی با آمپرسنج غیر ایدهآل (ولی کممقاومت)، این خط میتواند جریان خطرناکی بکشد و متر را بسوزاند. توضیح دهید چرا «اندازهگیری جریان با آمپرسنج موازی» خطر سیمکشی واقعی است، نه کنجکاوی نظری.
- اگر مداری بستهاید و با باتری سالم همهجا جریان صفر یافتهاید، بررسی جای ولتمترتان دربارهٔ خط سیمکشی احتمالی چه میگفت؟
- 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
- به مترهای جابهجا خوش آمدید
- انتخاب مقاومت
- Play را بفشارید
- چینش نادرست
- پنل ویژگیها را باز کنید
- انجامش دادید!
شبیهسازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازهگیریهای زنده و آموزش هدایتشده کاوش کنید.