Strujni krugovi

Instrumenti zamijenjeni (kako ne treba)

Voltmetar u seriji (idealno otvoren) blokira struju na ~0 A; ampermetar paralelno (idealno kratko spojen) zaobilazi otpornik. Zato mjerni instrumenti moraju stajati obrnuto.

Instrumenti zamijenjeni (kako ne treba) — interaktivna simulacija: Strujni krugovi. Voltmetar u seriji (idealno otvoren) blokira struju na ~0 A; ampermetar paralelno (idealno kratko spojen) zaobilazi otpornik. Zato mjerni instrumenti moraju stajati obrnuto. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Zamijenjeni instrumenti (kako ne treba)

Voltmetar u seriji blokira struju; ampermetar paralelno kratko spaja otpornik.

Idealni instrumenti preuveličavaju grešku: s voltmetrom u seriji teče gotovo nikakva struja.

• Voltmetar u seriji → I ≈ 0
• Ampermetar paralelno → V_R ≈ 0

Sažetak istraživanja

Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij

Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.

Središnje pitanje

Ako se voltmetar slučajno spoji u seriju (gdje bi trebao ići ampermetar), a ampermetar paralelno (gdje bi trebao ići voltmetar), što se događa sa strujom otpornika, bez obzira koji otpor odabereš?

Predviđanja za odvagnuti

• Struja je uvijek nula — ogroman otpor serijskog voltmetra potpuno blokira krug.
• Krug i dalje radi normalno, samo s manje točnim očitanjima.
• Struja postaje opasno velika.

Uloge varijabli

Što postavljaš:

• Otpor R1 (Ω)

Što mjeriš:

• Struja otpornika I (A)

Kako istraživanje teče

1. Otvori postav meters-swapped i pritisni Resetiraj. Voltmetar je (neispravno) u seriji; ampermetar je (neispravno) paralelno preko otpornika.
2. Omogući očitanje struje na otporniku.
3. Postavi vrijednost R1 za svaki pokušaj i zabilježi struju otpornika.

Odgovarajuća jednadžba

Zašto je raspored instrumenata važan — V = I·R

Vrlo visok otpor voltmetra je u redu u paralelnom spoju (gdje vuče zanemarivu struju), ali postaje efektivno otvoren krug ako se stavi u seriju. Vrlo nizak otpor ampermetra je u redu u seriji, ali postaje efektivno kratki spoj ako se stavi paralelno.

Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade

• Idealan voltmetar u seriji djeluje kao otvoreni krug (esencijalno beskonačan otpor), pa nijedna struja ne može teći nigdje u petlji, bez obzira na vrijednost R1.
• Objasni zašto serijski voltmetar — namijenjen mjerenju bez vučenja struje — umjesto toga blokira svu struju kad je jedini dostupni put, i zašto napon otpornika zbog toga također čita nulu.

Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija

• Paralelni ampermetar (0 Ω) zapravo kratko spaja otpornik: struja preferencijalno teče kroz ampermetar umjesto kroz R1. U stvarnom krugu s neidealnim (ali i dalje nisko-otpornim) ampermetrom, ova greška može vući opasno veliku struju i oštetiti instrument. Objasni zašto je „mjeri struju ampermetrom paralelno“ stvarna opasnost u spajanju, a ne samo teorijska zanimljivost.
• Kad bi izgradio krug i našao nulu struje svugdje s ispravno radiom baterijom, što bi ti provjera rasporeda voltmetra rekla o mogućoj greški u spajanju?

• 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. Dobro došli u zamijenjene instrumente
2. Odaberi otpornik
3. Pritisni Pokreni
4. Pogrešan raspored
5. Otvori ploču Svojstva
6. Uspjelo ti je!

Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Otvori interaktivni laboratorij →

Preuzmi radni list →

Kirchhoffovi zakoni strujnih krugova