Ideálne prístroje: ampérmeter a voltmeter nevyrušujú obvod
1 · Predikuj
Ampérmeter (v sérii) a voltmeter (paralelne) sú pridané do jednoduchého rezistorového obvodu na jeho meranie. Menia samotné prístroje správanie obvodu?
- Áno — pridanie prístrojov vždy mení prúd a napätie, ktoré sa snažíš merať.
- Závisí na tom, akú hodnotu rezistora testuješ.
- Nie — ideálny ampérmeter má nulový odpor a ideálny voltmeter nekonečný odpor, takže ani jeden nevyrušuje obvod.
2 · Priprav
- Otvor predvolbu meraný rezistor a stlač Resetovať. Ampérmeter sedí v sérii s R1; voltmeter sedí paralelne k R1.
- Zapni obe odčítania ampérmetra a voltmetra.
- Nastav hodnotu R1 pre každý pokus a zaznamenaj odčítanie ampérmetra.
3 · Zbieraj údaje
| Odpor R1 (Ω) | Odčítanie voltmetra V (V) | Odčítanie ampérmetra I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 200.00 |
Zaznamenaj odčítanie ampérmetra I (os y) verzus 1/R1 (os x) pre svoje tri pokusy.
4 · Analyzuj
- Pre jeden pokus vypočítaj I = E/R1 s E = 9 V. Porovnaj s tabuľkou. Všimni si, že odčítanie voltmetra zostáva 9 V v každom pokuse — vysvetli prečo.
- Ideálny ampérmeter má 0 Ω, takže nespúšťa žiadne napätie — plné EMF batérie sa objaví na R1 bez ohľadu na hodnotu R1. Vysvetli, prečo to znamená, že odčítanie voltmetra sa nikdy nezmení, ani keď sa R1 (a prúd) mení.
5 · Rozšír
- Skutočný ampérmeter má malý, ale nenulový odpor a skutočný voltmeter veľký, ale konečný odpor. Pre veľmi malé R1 — začal by brať matter viac alebo menej odporu skutočného (neideálneho) ampérmetra v porovnaní s R1?
- Tento experiment umiestňuje ampérmeter do série a voltmeter paralelne — jediné umiestnenie, ktoré nevyrušuje obvod. Pozri experiment vymenené prístroje, čo sa pokazí, keď sú umiestnené opačne.
Fyzika za týmto experimentom
Správanie ideálnych prístrojov
Ideálny ampérmeter (0 Ω) umiestnený v sérii nepridáva do slučky žiadny odpor a ideálny voltmeter (∞ Ω) umiestnený paralelne neoberá žiadny prúd — spolu ti dovoľujú prečítať skutočný prúd a napätie obvodu bez vyrušenia.
Obvody
- Ohmov zákon: prúd, napätie a odpor
- Rezistory v sérii: odpory sa sčítajú
- Rezistory paralelne: prúd sa delí
- Žiarovka s prepínačom: výkon v žiarovke
- Batérie v sérii: EMF sa sčítajú
- Žiarovky v sérii: zdieľaný prúd, tlmenejšie žiarovky
- Žiarovky paralelne: zdieľané napätie, plný jas
- Skrat žiarovky: čo sa stane, keď jednu obejdeš
- Reostatový stmievač: priebežne premenlivý odpor
- Správne umiestnenie prístrojov: ampérmeter do série, voltmeter paralelne
- Vymenené prístroje: častá zapojovacia chyba
- Nabíjanie RC: exponenciálne priblíženie kondenzátora