چینش درست متر: آمپرسنج سری، ولتمتر موازی
1 · پیشبینی
برای اندازهگیری درست جریان و ولتاژ مقاومت، آمپرسنج باید سری و ولتمتر موازی باشد. اگر مترها را اینگونه بچینید، مدار دقیقاً طوری رفتار میکند که انگار مترها نیستند؟
- نه — هر چینشی از متر، مدار را کمی تغییر میدهد.
- به مقدار مقاومت بستگی دارد.
- بله — مترهای ایدهآلِ درستجایگذاشته، جریان و ولتاژ مدار را اصلاً تغییر نمیدهند.
2 · آمادهسازی
- پیشتنظیم مترهای درست را باز کنید و Reset بزنید. آمپرسنج با R1 سری است؛ ولتمتر موازی بر سر R1.
- قرائتهای آمپرسنج و ولتمتر را هر دو فعال کنید.
- مقدار R1 را برای هر آزمایش تنظیم کنید و قرائت آمپرسنج را ثبت کنید.
3 · گردآوری داده
| مقاومت R1 (Ω) | قرائت ولتسنج V (V) | قرائت آمپرسنج I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 200.00 |
برای سه آزمایش، قرائت آمپرسنج I (محور y) را بر حسب 1/R1 (محور x) رسم کنید.
4 · تحلیل
- برای یک آزمایش، I = E/R1 را با E = 9 V حساب کنید. با جدول مقایسه کنید و تأیید کنید ولتسنج در هر آزمایش عدد 9 V را نشان میدهد، فارغ از R1.
- با 0 Ω بودن آمپرسنج و ∞ Ω بودن ولتمتر توضیح دهید چرا این چینی اجازه میدهد جریان و ولتاژ واقعی مقاومت را بدون هیچ آشفتگی بخوانید.
5 · گسترش
- آزمایش مترهای جابهجا را ببینید تا بدانید اگر جای آمپرسنج و ولتمتر بهاشتباه عوض شود چه میشود. پیش از دیدن، پیشبینی کنید جابهجایی مدار را صفر-جریان، صفر-ولتاژ یا چیز دیگری میکند.
- مالتیمترهای دیجیتال مدرن آمپرسنج و ولتمتر ایدهآل را خیلی خوب تقریب میزنند (بهترتیب مقاومت درونی بسیار پایین و بسیار بالا). چرا متر قدیمیتر و کمدقتتر ممکن است قرائتی محسوساً متفاوت از مقدار واقعی مدار بدهد؟
فیزیک پشت این آزمایش
چینش درست متر
آمپرسنج جریان را میسنجد، پس باید بخشی از مسیر جریان باشد — به سری بسته شود. ولتمتر اختلاف ولتاژ دو نقطه را میسنجد، پس باید موازی بر سر همان دو نقطه باشد و جریان خودش ناچیز باشد.