Felcserélt műszerek: gyakori bekötési hiba

1 · Jóslás

Ha egy voltmérőt véletlenül sorosan kötnek (ahová az ampermérő kellene), és egy ampermérőt párhuzamosan (ahová a voltmérő kellene), mi történik az ellenállás áramával, bármilyen ellenállást is választasz?

• Az áram mindig nulla — a soros voltmérő hatalmas ellenállása teljesen elzárja az áramkört.
• Az áramkör normálisan működik, csak kevésbé pontos leolvasásokkal.
• Az áram veszélyesen nagyra nő.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a meters-swapped előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A voltmérő (hibásan) soros; az ampermérő (hibásan) párhuzamos az ellenállással.
2. Engedélyezd az áram-kijelzőt az ellenálláson.
3. Állítsd be R1 értékét minden mérésnél, és rögzítsd az ellenállás áramát.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold az I áramot (y-tengely) az R1-gyel (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Nullánál vízszintes a vonal?

4 · Elemzés

1. A sorosan kötött ideális voltmérő nyitott áramkörként viselkedik (gyakorlatilag végtelen ellenállás), tehát sehol nem folyhat áram a hurokban, R1 értékétől függetlenül.
2. Magyarázd meg, miért zárja el a teljes áramot a soros voltmérő — amely áramfelvétel nélkül akarna mérni —, amikor ez az egyetlen elérhető út, és miért olvassa ezért nulla feszültségnek az ellenállás feszültségét is.

5 · Kiterjesztés

1. A párhuzamos ampermérő (0 Ω) valójában rövidzárba zárja az ellenállást: az áram előnyösen az ampermérőn folyik R1 helyett. Egy nem ideális (de még mindig alacsony ellenállású) ampermérős valódi áramkörben ez a hiba veszélyesen nagy áramot húzhat, és tönkreteheti a műszert. Magyarázd meg, miért a „mérjünk áramot párhuzamos ampermérővel” valódi bekötési veszély, nemcsak elméleti különlegesség.
2. Ha építettél egy áramkört, és mindenhol nulla áramot találtál egy megfelelően működő teleppel, mit árulna el a voltmérő elhelyezésének ellenőrzése egy lehetséges bekötési hibáról?

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap