Obwody

Obwód z miernikami

Amperomierz pokazuje prąd; woltomierz pokazuje napięcie

Obwód z miernikami — interaktywna symulacja: Obwody. Amperomierz pokazuje prąd; woltomierz pokazuje napięcie Bezpłatne wirtualne laboratorium fizyki w przeglądarce z pomiarami na żywo w SI i samouczkiem prowadzonym.

Poprawne wstawienie mierników

Amperomierz w szeregu mierzy prąd; woltomierz równolegle mierzy napięcie na elemencie.

Mierniki są zidealizowane: amperomierz ma ~0 Ω rezystancji, a woltomierz ~∞ Ω.

• Amperomierz szeregowo → I
• Woltomierz równolegle → V

Krótki opis badania

Zaplanuj pytanie, zanim otworzysz pracownię

Krótki opis odzwierciedla stronę statyczną: pytanie badawcze, konkurujące przewidywania, role zmiennych, prawo rządzące i co mierzyć.

Pytanie badawcze

Amperomierz (w szeregu) i woltomierz (równolegle) dodano do prostego obwodu rezystorowego, by go zmierzyć. Czy same mierniki zmieniają zachowanie obwodu?

Prognozy do rozważenia

• Tak — dodanie mierników zawsze zmienia prąd i napięcie, które próbujesz zmierzyć.
• To zależy od testowanej wartości rezystora.
• Nie — idealny amperomierz ma zerową rezystancję, a idealny woltomierz nieskończoną, więc żaden nie zaburza obwodu.

Role zmiennych

Co ustawiasz:

• Rezystancja R1 (Ω)

Co mierzysz:

• Odczyt woltomierza V (V)
• Odczyt amperomierza I (A)

Jak przebiega badanie

1. Otwórz preset obwodu z miernikami i naciśnij Reset. Amperomierz siedzi w szeregu z R1; woltomierz równolegle na R1.
2. Włącz odczyty amperomierza i woltomierza.
3. Ustaw wartość R1 dla każdej próby i zapisz odczyt amperomierza.

Równanie rządzące

Zachowanie mierników idealnych — V = I·R

Idealny amperomierz (0 Ω) wstawiony w szeregu nie dodaje rezystancji do pętli, a idealny woltomierz (∞ Ω) wstawiony równolegle nie pobiera prądu — razem pozwalają odczytać prawdziwy prąd i napięcie obwodu bez jego zaburzania.

Co karta do druku każe uczniom wyliczyć

• Dla jednej próby oblicz I = E/R1 przy E = 9 V. Porównaj z tabelą. Zauważ, że odczyt woltomierza pozostaje 9 V w każdej próbie — wyjaśnij dlaczego.
• Idealny amperomierz ma 0 Ω, więc nie gubi napięcia — pełna SEM baterii pojawia się na R1 niezależnie od wartości R1. Wyjaśnij, dlaczego to znaczy, że odczyt woltomierza nigdy się nie zmienia, choć R1 (i prąd) się zmienia.

Gdzie to wychodzi poza pracownię

• Prawdziwy amperomierz ma małą, ale niezerową rezystancję, a prawdziwy woltomierz dużą, ale skończoną. Przy bardzo małym R1, rezystancja prawdziwego (nieidealnego) amperomierza zaczyna mieć większe czy mniejsze znaczenie w porównaniu z R1?
• Ten eksperyment stawia amperomierz w szeregu, a woltomierz równolegle — jedyne ustawienie, które nie zaburza obwodu. Zobacz eksperyment z zamienionymi miernikami, co psuje się przy odwrotnym ustawieniu.

• 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

1. Witamy w obwodzie z miernikami
2. Zaznacz rezystor
3. Naciśnij Play
4. Dwa odczyty
5. Otwórz panel Właściwości
6. Udało się!

Otwórz interaktywną symulację, zbuduj scenę, naciśnij Play i badaj z pomiarami na żywo oraz przewodnikiem.

Otwórz interaktywną pracownię →

Pobierz kartę pracy →

Prawo Ohma