Helyes műszerelhelyezés: ampermérő sorosan, voltmérő párhuzamosan
1 · Jóslás
Egy ellenállás áramának és feszültségének helyes megméréséhez az ampermérőnek sorosan, a voltmérőnek párhuzamosan kell kerülni. Ha így állítod be a műszereket, pontosan úgy viselkedik-e az áramkör, mintha a műszerek nem lennének ott?
- Nem — bármilyen műszerelhelyezés kissé megváltoztatja az áramkört.
- Az ellenállás értékétől függ.
- Igen — a helyesen elhelyezett ideális műszerek egyáltalán nem változtatják meg az áramkör áramát vagy feszültségét.
2 · Előkészítés
- Nyisd meg a meters-correct előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. Az ampermérő sorban ül R1-gyel; a voltmérő párhuzamosan R1-gyel.
- Engedélyezd az ampermérő és voltmérő kijelzőket is.
- Állítsd be R1 értékét minden mérésnél, és rögzítsd az ampermérő leolvasását.
3 · Adatgyűjtés
| R1 ellenállás (Ω) | Voltmérő-leolvasás V (V) | Ampermérő-leolvasás I (mA) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 200.00 |
Ábrázold az ampermérő I leolvasását (y-tengely) az 1/R1-gyel (x-tengely) szemben a három mérésedhez.
4 · Elemzés
- Egy mérésnél számítsd ki az I = E/R1-t E = 9 V használatával. Hasonlítsd a táblázathoz, és erősítsd meg, hogy a voltmérő minden mérésben 9 V-ot mutat, R1-től függetlenül.
- Magyarázd meg az ampermérő 0 Ω-jával és a voltmérő ∞ Ω-jával, miért engedi ez az elhelyezés az ellenállás valódi áramának és feszültségének leolvasását az áramkör egyáltalán nem történő megzavarásával.
5 · Kiterjesztés
- Nézd meg a meters-swapped kísérletet, hogy mi történik, ha az ampermérő- és voltmérő-elhelyezést véletlenül felcserélik. Jósld meg, mielőtt megnézed: a csere nulla áramot, nulla feszültséget vagy valami egészen mást mutatna.
- A modern digitális multiméterek nagyon jól közelítik az ideális ampermérőt és voltmérőt (rendkívül alacsony, illetve rendkívül magas belső ellenállással).
A fizika a kísérlet mögött
Helyes műszerelhelyezés
Az ampermérő áramot mér, tehát az áramút részének kell lennie — sorosan kell kötni. A voltmérő két pont közti feszültségkülönbséget mér, tehát párhuzamosan kell kötni azokhoz a pontokhoz, elhanyagolható saját áramot véve fel.
Áramkörök
- Ohm-törvény: áram, feszültség és ellenállás
- Soros ellenállások: az ellenállások összeadódnak
- Párhuzamos ellenállások: az áram eloslik
- Kapcsolt lámpa: teljesítménydisszipáció egy izzóban
- Telepek sorban: az EMF-ek összeadódnak
- Ideális mérőműszerek: az ampermérő és voltmérő nem zavarja az áramkört
- Soros izzók: megosztott áram, halványabb izzók
- Párhuzamos izzók: ugyanaz a feszültség, teljes fényerő
- Izzó rövidzárása: mi történik, ha megkerülöd az egyiket
- Reosztátos dimmer: folyamatosan változó ellenállás
- Felcserélt műszerek: gyakori bekötési hiba
- RC-töltés: a kondenzátor exponenciális közelítése