이상적인 미터: 전류계와 전압계는 회로를 방해하지 않습니다.

1 · 예측

이를 측정하기 위해 간단한 저항 회로에 전류계(직렬)와 전압계(병렬)를 추가합니다. 미터 자체가 회로의 동작을 변경합니까?

2 · 설정

  1. metered-resistor 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 전류계는 R1과 직렬로 위치합니다. 전압계는 R1을 가로질러 병렬로 위치합니다.
  2. 전류계와 전압계 판독값을 모두 활성화합니다.
  3. 각 시행에 대해 R1 값을 설정하고 전류계 판독값을 기록합니다.

3 · 데이터 수집

저항 R1 (Ω)전압계 판독값 V (V)전류계 판독 I (A)
50.00
100.00
200.00

세 번의 시행에 대해 전류계 측정값 I(y축)를 1/R1(x축)에 대해 그래프로 그리세요.

4 · 분석

  1. 한 번의 시행에 대해 E = 9V를 사용하여 I = E/R1을 계산합니다. 표와 비교하십시오. 모든 시행에서 전압계 판독값이 9V로 유지되는 것을 확인하고 그 이유를 설명하십시오.
  2. 이상적인 전류계는 0Ω이므로 전압이 떨어지지 않습니다. 전체 배터리 EMF는 R1 값에 관계없이 R1에 나타납니다. 이것이 R1(및 전류)이 변경되더라도 전압계 판독값이 절대 변경되지 않음을 의미하는 이유를 설명하십시오.

5 · 확장

  1. 실제 전류계는 작지만 0이 아닌 저항을 가지며, 실제 전압계는 크지만 유한한 저항을 갖습니다. 매우 작은 R1의 경우 실제(non-ideal) 전류계의 저항이 R1에 비해 어느 정도 중요해지기 시작합니까?
  2. 이 실험에서는 전류계를 직렬로, 전압계를 병렬로 배치합니다. 이는 회로를 방해하지 않는 유일한 배치입니다. 반대 방향으로 배치하면 어떤 문제가 발생하는지 meters-swapped 실험을 참조하세요.

이 실험의 물리학

이상적인 미터 동작

직렬로 배치된 이상적인 전류계(0Ω)는 루프에 저항을 추가하지 않으며, 병렬로 배치된 이상적인 전압계(무한대)는 전류를 끌어오지 않습니다. 이를 함께 사용하면 회로를 방해하지 않고 회로의 실제 전류와 전압을 읽을 수 있습니다.

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