Mierniki idealne: amperomierz i woltomierz nie zaburzają obwodu

1 · Prognoza

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

• 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.

2 · Przygotowanie

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.

3 · Zbieranie danych

Narysuj odczyt amperomierza I (oś y) względem 1/R1 (oś x) dla trzech prób.

4 · Analiza

1. 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.
2. 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.

5 · Rozszerzenie

1. 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?
2. 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.

Fizyka tego eksperymentu

← Wróć do eksperymentu