Riktig målerplassering: amperemeter i serie, voltmeter i parallell
1 · Prediker
For å måle en motstands strøm og spenning riktig, må et amperemeter i serie og et voltmeter i parallell. Hvis du setter opp målerne på denne måten, oppfører kretsen seg nøyaktig som om målerne ikke var der?
- Nei — enhver målerplassering endrer kretsen noe.
- Det avhenger av motstandens verdi.
- Ja — riktig plasserte ideelle målere endrer ikke kretsens strøm eller spenning i det hele tatt.
2 · Oppsett
- Åpne målere-riktig-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Amperemeteret ligger i serie med R1; voltmeteret ligger i parallell over R1.
- Aktiver både amperemeter- og voltmeteravlesningene.
- Sett R1s verdi for hvert forsøk og registrer amperemeteravlesningen.
3 · Samle inn data
| Motstand R1 (Ω) | Voltmeteravlesning V (V) | Amperemeteravlesning I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 200.00 |
Plott amperemeteravlesning I (y-akse) mot 1/R1 (x-akse) for dine tre forsøk.
4 · Analyser
- For ett forsøk, beregn I = E/R1 med E = 9 V. Sammenlign med tabellen, og bekreft at voltmeteret leser 9 V i hvert forsøk uavhengig av R1.
- Forklar, med amperemeterets 0 Ω og voltmetrets ∞ Ω, hvorfor denne plasseringen lar deg lese motstandens sanne strøm og spenning uten å forstyrre kretsen i det hele tatt.
5 · Utvid
- Se målere-byttet-eksperimentet for hva som skjer hvis amperemeter- og voltmeterplasseringene ved et uhell reverseres. Forutsi, før du ser, om bytting ville få kretsen til å lese null strøm, null spenning eller noe helt annet.
- Moderne digitale multimetere tilnærmer ideelle amperemetere og voltmetre svært nøye (ekstremt lav og ekstremt høy indre motstand henholdsvis). Hvorfor kan et eldre, mindre presist måleinstrument gi en avlesning merkbart forskjellig fra kretsens sanne verdi?
Fysikken bak dette eksperimentet
Riktig målerplassering
Et amperemeter måler strøm, så det må være en del av strømbanen — koblet i serie. Et voltmeter måler en spenningsforskjell mellom to punkter, så det må kobles i parallell over disse punktene, og trekker ubetydelig strøm selv.
Kretser
- Ohms lov: strøm, spenning og motstand
- Motstander i serie: motstander adderes
- Motstander i parallell: strømmen deles
- En lampe med bryter: effektavgivelse i en pære
- Batterier i serie: EMF-ene adderes
- Ideelle målere: amperemetere og voltmetre forstyrrer ikke kretsen
- Pærer i serie: delt strøm, svakere pærer
- Pærer i parallell: delt spenning, full lysstyrke
- Å kortslutte en pære: hva skjer når du bypasser én
- En rheostat-dimmer: kontinuerlig variabel motstand
- Byttede målere: en vanlig koblingsfeil
- RC-lading: en kondensators eksponentielle tilnærming