Elektros grandinės
Sukeisti matuokliai (ko nedaryti)
Voltmetras nuosekliai (idealus pertrūkis) blokuoja srovę iki ~0 A; ampermetras lygiagrečiai (idealus trumpasis jungimas) apeina rezistorių. Todėl matuoklius reikia dėti atvirkščiai.
Sukeisti matuokliai (ko nedaryti) — interaktyvi Elektros grandinės simuliacija. Voltmetras nuosekliai (idealus pertrūkis) blokuoja srovę iki ~0 A; ampermetras lygiagrečiai (idealus trumpasis jungimas) apeina rezistorių. Todėl matuoklius reikia dėti atvirkščiai. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.
Sukeisti matuokliai (ko nedaryti)
Voltmetras nuosekliai blokuoja srovę; ampermetras lygiagrečiai trumpai sujungia rezistorių.
Idealūs matuokliai paryškina klaidą: su voltmetru nuosekliai teka beveik jokios srovės.
- Voltmetras nuosekliai → I ≈ 0
- Ampermetras lygiagrečiai → V_R ≈ 0
Tyrimo santrauka
Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją
Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.
Pagrindinis klausimas
Jei voltmetras netyčia prijungtas nuosekliai (kur turėtų eiti ampermetras), o ampermetras lygiagrečiai (kur turėtų eiti voltmetras), kas atsitinka rezistoriaus srovei, kad ir kokią varžą rinktumeisi?
Svarstytini spėjimai
- Srovė visada nulinė — nuosekliojo voltmetro milžiniška varža visiškai blokuoja grandinę.
- Grandinė vis dar veikia normaliai, tiesiog rodmenys mažiau tikslūs.
- Srovė tampa pavojingai didelė.
Kintamųjų vaidmenys
Ką tu nustatai:
- Varža R1 (Ω)
Ką tu matauji:
- Rezistoriaus srovė I (A)
Kaip vyksta tyrimas
- Atidaryk „Sukeisti matuokliai“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Voltmetras (neteisingai) nuosekliai; ampermetras (neteisingai) lygiagrečiai per rezistorių.
- Įjunk srovės rodmuo ant rezistoriaus.
- Nustatyk R1 reikšmę kiekvienam bandymui ir užsirašyk rezistoriaus srovę.
Valdančioji lygtis
Kodėl matuoklių išdėstymas svarbus — V = I·R
Voltmetro labai didelė varža yra gerai lygiagrečiai (kur jis ima menkutę srovę), bet tampa efektyvia atvira grandine, jei pastatomas nuosekliai. Ampermetro labai maža varža yra gerai nuosekliai, bet tampa efektyviu trumpuoju jungimu, jei pastatomas lygiagrečiai.
Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti
- Idealus voltmetras nuosekliai veikia kaip atvira grandinė (iš esmės begalinė varža), todėl jokia srovė negali tekėti niekur kontūre, nepriklausomai nuo R1 reikšmės.
- Paaiškink, kodėl nuoseklusis voltmetras — skirtas matuoti neimdamas srovės — vietoj to blokuoja visą srovę, kai jis vienintelis prieinamas kelias, ir kodėl rezistoriaus įtampa dėl to irgi rodo nulį.
Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų
- Lygiagrečias ampermetras (0 Ω) iš tikrųjų trumpai sujungia rezistorių: srovė pirmenybę teikia keliui per ampermetrą vietoj R1. Realioje grandinėje su ne idealu (bet vis tiek žemos varžos) ampermetru ši klaida gali imti pavojingai didelę srovę ir sugadinti matuoklį. Paaiškink, kodėl „matuok srovę ampermetru lygiagrečiai“ yra realus jungimo pavojus, o ne teorinė keistenybė.
- Jei sukūrei grandinę ir randi nulinę srovę visur su gerai veikiančia baterija, ką tau pasakytų voltmetro išdėstymo patikrinimas apie galimą jungimo klaidą?
- 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
- Sveiki atvykę prie sukeistų matuoklių
- Pasirink rezistorių
- Spausk Leisti
- Neteisingas išdėstymas
- Atidaryk Savybių skydą
- Tau pavyko!
Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.
Atidaryk interaktyvią laboratoriją →