Elektroķēdes
Mērierīces samainītas (kā nedrīkst darīt)
Voltmetrs secībā (ideāls pārrāvums) bloķē strāvu līdz ~0 A; ampermetrs paralēli (ideāls īssavienojums) apiet rezistoru. Tāpēc mērierīces jānovieto pretēji.
Mērierīces samainītas (kā nedrīkst darīt) — interaktīva Elektroķēdes simulācija. Voltmetrs secībā (ideāls pārrāvums) bloķē strāvu līdz ~0 A; ampermetrs paralēli (ideāls īssavienojums) apiet rezistoru. Tāpēc mērierīces jānovieto pretēji. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Samainītas mērierīces (kā nedrīkst)
Voltmetrs secībā bloķē strāvu; ampermetrs paralēli apvada rezistoru.
Ideālas mērierīces pasvītro kļūdu: ar voltmetru secībā strāva gandrīz neplūst.
- Voltmetrs secībā → I ≈ 0
- Ampermetrs paralēli → V_R ≈ 0
Izpētes kopsavilkums
Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju
Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.
Virzošais jautājums
Ja voltmetrs nejauši tiek vadīts secībā (kur ampermetram vajadzēja būt) un ampermetrs paralēli (kur voltmetram vajadzēja būt), kas notiek ar rezistora strāvu, neatkarīgi no tā, kādu pretestību tu izvēlies?
Prognozes, ko svērt
- Strāva vienmēr ir nulle — secīgā voltmetra milzīgā pretestība bloķē ķēdi pilnīgi.
- Ķēde joprojām darbojas normāli, tikai ar mazāk precīziem rādījumiem.
- Strāva kļūst bīstami liela.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Pretestība R1 (Ω)
Ko tu mēri:
- Rezistora strāva I (mA)
Kā izpēte norit
- Atver samainīto mērierīču eksperimentu un nospied Atiestatīt. Voltmetrs ir (nepareizi) secībā; ampermetrs ir (nepareizi) paralēli pāri rezistoram.
- Ieslēdz strāvas rādījumu uz rezistora.
- Iestati R1 vērtību katram mēģinājumam un ieraksti rezistora strāvu.
Noteicošais vienādojums
Kāpēc mērierīču novietojums svarīgs — V = I·R
Voltmetra ļoti augstā pretestība ir labi paralēli (kur tas velk niecīgu strāvu), bet kļūst par efektīvu atvērtu ķēdi, ja novietots secībā. Ampermetra ļoti zemā pretestība ir labi secībā, bet kļūst par efektīvu īssavienojumu, ja novietots paralēli.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Ideāls voltmetrs secībā darbojas kā atvērta ķēde (būtībā bezgalīga pretestība), tāpēc neviena strāva nevar plūst nekur cilpā, neatkarīgi no R1 vērtības.
- Izskaidro, kāpēc secīgais voltmetrs — domāts mērīšanai bez strābas vilkšanas — tā vietā bloķē visu strāvu, kad tas ir vienīgais pieejamais ceļš, un kāpēc rezistora spriegums tāpēc arī rāda nulli.
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Paralēlais ampermetrs (0 Ω) patiesībā apvada rezistoru: strāva priekšroku dod ampermetram R1 vietā. Īstā ķēdē ar neideālu (bet joprojām zemas pretestības) ampermetru šī kļūda var vilkt bīstami lielu strāvu un sabojāt mērierīci. Izskaidro, kāpēc „mēra strāvu ar ampermetru paralēli” ir īsts vadīšanas risks pasaulē, ne tikai teorētiska kuriozitāte.
- Ja tu būvētu ķēdi un atrastu nulles strāvu visur ar pareizi strādājošu bateriju, ko tev pateiktu voltmetra novietojuma pārbaude par iespējamu vadīšanas kļūdu?
- 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
- Sveicināts samainīto mērierīču eksperimentā
- Atlasīts rezistoru
- Nospied „Atskaņot”
- Nepareizs novietojums
- Atver Īpašību paneli
- Tev izdevās!
Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.
Atvērt interaktīvo laboratoriju →