Virtapiirit

Mitattu piiri

Ampeerimittari mittaa virran; volttimittari mittaa jännitteen

Mitattu piiri – interaktiivinen Virtapiirit-simulaatio. Ampeerimittari mittaa virran; volttimittari mittaa jännitteen Ilmainen selaimessa toimiva virtuaalinen fysiikkalaboratorio, jossa on reaaliaikaiset SI-mittaukset ja opastettu tutoriaali.

Oikea mittarien sijoittelu

Ampeerimittari sarjassa mittaa virran; volttimittari rinnakkain mittaa komponentin yli olevan jännitteen.

Mittarit on ideaalistettu: ampeerimittarilla on ~0 Ω resistanssi ja volttimittarilla ~∞ Ω.

• Ampeerimittari sarjassa → I
• Volttimittari rinnakkain → V

Tutkimustiivistelmä

Suunnittele kysymys ennen laboratorion avaamista

Tiivistelmä vastaa esirendattua sivua: tutkimuskysymys, kilpailevat ennusteet, muuttujien roolit, hallitsevat lait, kokoonpano sekä analyysi- ja laajennuskysymykset pysyvät näkyvissä tässä järjestyksessä.

Tutkimuskysymys

Ampeerimittari (sarjassa) ja volttimittari (rinnakkain) lisätään yksinkertaiseen vastuspiiriin sen mittaamiseksi. Muuttavatko mittarit itse piirin käyttäytymistä?

Punniteltavat ennusteet

• Kyllä – mittarien lisääminen muuttaa aina virran ja jännitteen, joita yrität mitata.
• Se riippuu siitä, mitä vastusarvoa testaat.
• Ei – ideaalilla ampeerimittarilla on nollaresistanssi ja ideaalilla volttimittarilla ääretön resistanssi, joten kumpikaan ei häiritse piiriä.

Muuttujien roolit

Mitä asetat:

• Resistanssi R1 (Ω)

Mitä mittaat:

• Volttimittarin lukema V (V)
• Ampeerimittarin lukema I (A)

Miten tutkimus etenee

1. Avaa mitattu vastus -esiasetus ja paina Nollaa. Ampeerimittari on sarjassa R1:n kanssa; volttimittari on rinnakkain R1:n yli.
2. Ota käyttöön sekä ampeerimittarin että volttimittarin lukemat.
3. Aseta R1:n arvo jokaiselle suoritukselle ja kirjaa ampeerimittarin lukema.

Hallitseva yhtälö

Ideaalien mittarien käyttäytyminen — V = I·R

Ideaali ampeerimittari (0 Ω) sarjassa lisää ei mitään resistanssia silmukkaan, ja ideaali volttimittari (∞ Ω) rinnakkain ei vedä virtaa – yhdessä ne antavat sinun lukea piirin todellisen virran ja jännitteen häiritsemättä sitä.

Mitä tulostettava työarkki pyytää opiskelijoita selvittämään

• Yhdelle suoritukselle laske I = E/R1 arvolla E = 9 V. Vertaa taulukkoon. Huomaa, että volttimittarin lukema pysyy arvossa 9 V jokaisessa suorituksessa – selitä miksi.
• Ideaalilla ampeerimittarilla on 0 Ω, joten se pudottaa mitään jännitettä – koko pariston EMF ilmestyy R1:n yli riippumatta R1:n arvosta. Selitä, miksi tämä tarkoittaa, että volttimittarin lukema ei koskaan muutu, vaikka R1 (ja virta) muuttuu.

Missä tämä näkyy laboratorion ulkopuolella

• Todellisella ampeerimittarilla on pieni mutta nollasta poikkeava resistanssi, ja todellisella volttimittarilla suuri mutta ärellinen resistanssi. Olisiko hyvin pienellä R1:llä todellisen (ei-ideaalin) ampeerimittarin resistanssin merkitys suurempi vai pienempi verrattuna R1:een?
• Tämä koe sijoittaa ampeerimittarin sarjaan ja volttimittarin rinnakkain – ainoa sijoittelu, joka ei häiritse piiriä. Katso mittarit väärinpäin -koe nähdäksesi, mitä menee pieleen, jos ne sijoitetaan toisin päin.

• 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. Tervetuloa mitattuun vastukseen
2. Valitse vastus
3. Paina Toista
4. Kaksi lukemaa
5. Avaa Ominaisuudet-paneeli
6. Onnistuit!

Avaa interaktiivinen simulaatio rakentaaksesi kohtauksen, paina Toista ja tutki reaaliaikaisten mittausten ja opastetun tutoriaalin kanssa.

Avaa interaktiivinen laboratorio →

Lataa työarkki →

Ohmin laki