Správne umiestnenie prístrojov: ampérmeter do série, voltmeter paralelne
1 · Predikuj
Na správne meranie prúdu a napätia rezistora musí ampérmeter ísť do série a voltmeter paralelne. Keď prístroje takto postavíš, správa sa obvod presne, ako keby prístroje tam neboli?
- Nie — akékoľvek umiestnenie prístrojov obvod trochu zmení.
- Závisí na hodnote rezistora.
- Áno — správne umiestnené ideálne prístroje vôbec nemenia prúd alebo napätie obvodu.
2 · Priprav
- Otvor predvolbu správne prístroje 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 a potvrď, že voltmeter číta 9 V v každom pokuse bez ohľadu na R1.
- Vysvetli pomocou 0 Ω ampérmetra a ∞ Ω voltmetra, prečo toto umiestnenie ti dovoľuje prečítať skutočný prúd a napätie rezistora bez narušenia obvodu.
5 · Rozšír
- Pozri experiment vymenené prístroje, čo sa stane, keď sa umiestnenia ampérmetra a voltmetra omylom obrátia. Predikuj ešte pred pozretím, či výmena by dala obvodu nulový prúd, nulové napätie, alebo niečo úplne iné.
- Moderné digitálne multimetre sa veľmi blízko približujú ideálnym ampérmetrom a voltmetrom (extrémne nízky a extrémne vysoký vnútorný odpor). Prečo by starší, menej presný prístroj mohol dať odčítanie viditeľne odlišné od skutočnej hodnoty obvodu?
Fyzika za týmto experimentom
Správne umiestnenie prístrojov
Ampérmeter meria prúd, takže musí byť súčasťou prúdovej cesty — zapojený v sérii. Voltmeter meria napäťový rozdiel medzi dvoma bodmi, takže musí byť zapojený paralelne k týmto bodom, odoberajúc zanedbateľný vlastný prúd.
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
- Ideálne prístroje: ampérmeter a voltmeter nevyrušujú obvod
- 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
- Vymenené prístroje: častá zapojovacia chyba
- Nabíjanie RC: exponenciálne priblíženie kondenzátora