Virtapiirit
Mittarit oikein paikoillaan
Ampeerimittari sarjaan (mittaa virran), volttimittari rinnakkain vastuksen yli (mittaa jännitteen). Tämä on oikea tapa mitata.
Mittarit oikein paikoillaan – interaktiivinen Virtapiirit-simulaatio. Ampeerimittari sarjaan (mittaa virran), volttimittari rinnakkain vastuksen yli (mittaa jännitteen). Tämä on oikea tapa mitata. Ilmainen selaimessa toimiva virtuaalinen fysiikkalaboratorio, jossa on reaaliaikaiset SI-mittaukset ja opastettu tutoriaali.
V:n ja I:n oikea mittaus
Sijoita ampeerimittari sarjaan virran mittaamiseen ja volttimittari rinnakkain vastuksen yli jännitteen mittaamiseen.
Tämä on vakiintunut laboratorioasetelma. Ampeerimittari kantaa silmukkavirran; volttimittari havaitsee potentiaalieron vastuksen yli.
- A sarjassa
- V rinnakkain
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
Vastuksen virran ja jännitteen oikeaksi mittaamiseksi ampeerimittarin on oltava sarjassa ja volttimittarin rinnakkain. Jos asetat mittarit tällä tavalla, toimiiko piiri täsmälleen kuin mittareita ei olisi?
Punniteltavat ennusteet
- Ei – mikä tahansa mittarien sijoittelu muuttaa piiriä jonkin verran.
- Se riippuu vastuksen arvosta.
- Kyllä – oikein sijoitetut ideaaliset mittarit eivät muuta piirin virtaa tai jännitettä lainkaan.
Muuttujien roolit
Mitä asetat:
- Resistanssi R1 (Ω)
Mitä mittaat:
- Volttimittarin lukema V (V)
- Ampeerimittarin lukema I (A)
Miten tutkimus etenee
- Avaa oikein mitattu piiri -esiasetus ja paina Nollaa. Ampeerimittari on sarjassa R1:n kanssa; volttimittari on rinnakkain R1:n yli.
- Ota käyttöön sekä ampeerimittarin että volttimittarin lukemat.
- Aseta R1:n arvo jokaiselle suoritukselle ja kirjaa ampeerimittarin lukema.
Hallitseva yhtälö
Oikea mittarien sijoittelu — V = I·R
Ampeerimittari mittaa virtaa, joten sen on oltava osa virtareittiä – kytkettynä sarjaan. Volttimittari mittaa jänniteeroa kahden pisteen välillä, joten sen on oltava kytkettynä rinnakkain kyseisten pisteiden yli, vetäen merkityksettömän oman virransa.
Mitä tulostettava työarkki pyytää opiskelijoita selvittämään
- Yhdelle suoritukselle laske I = E/R1 arvolla E = 9 V. Vertaa taulukkoon ja varmenna, että volttimittari lukee 9 V jokaisessa suorituksessa riippumatta R1:stä.
- Selitä ampeerimittarin 0 Ω:n ja volttimittarin ∞ Ω:n avulla, miksi tämä sijoittelu antaa sinun lukea vastuksen todellisen virran ja jännitteen häiritsemättä piiriä lainkaan.
Missä tämä näkyy laboratorion ulkopuolella
- Katso mittarit väärinpäin -koe nähdäksesi, mitä tapahtuu, jos ampeeri- ja volttimittarien sijoittelu kääntyy vahingossa. Ennusta ennen katsomista, tekisikö vaihtaminen piiristä nollavirran, nollajännitteen vai jotakin muuta.
- Modernit digitaaliset multimetrit lähestyvät ideaaleja ampeeri- ja volttimittareja hyvin läheisesti (erittäin matala ja erittäin korkea sisäinen resistanssi). Miksi vanhempi, vähemmän tarkka mittari voisi antaa lukeman, joka eroaa havaittavasti piirin todellisesta arvosta?
- 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
- Tervetuloa oikein mitattuun piiriin
- Valitse vastus
- Paina Toista
- Luota lukemiin
- Avaa Ominaisuudet-paneeli
- Onnistuit!
Avaa interaktiivinen simulaatio rakentaaksesi kohtauksen, paina Toista ja tutki reaaliaikaisten mittausten ja opastetun tutoriaalin kanssa.
Avaa interaktiivinen laboratorio →