Vymenené prístroje: častá zapojovacia chyba

1 · Predikuj

Keď sa voltmeter omylom zapojí do série (kde má ísť ampérmeter) a ampérmeter paralelne (kde má ísť voltmeter), čo sa stane s prúdom rezistora bez ohľadu na to, aký odpor zvolíš?

2 · Priprav

  1. Otvor predvolbu vymenené prístroje a stlač Resetovať. Voltmeter je (nesprávne) v sérii; ampérmeter je (nesprávne) paralelne k rezistoru.
  2. Zapni odčítanie prúdu na rezistore.
  3. Nastav hodnotu R1 pre každý pokus a zaznamenaj prúd rezistora.

3 · Zbieraj údaje

Odpor R1 (Ω)Prúd rezistora I (A)
50.00
100.00
200.00

Zaznamenaj prúd I (os y) verzus R1 (os x) pre svoje tri pokusy. Je priamka rovná na nule?

4 · Analyzuj

  1. Ideálny voltmeter v sérii sa správa ako otvorený obvod (v podstate nekonečný odpor), takže žiadny prúd nemôže tiecť nikde v slučke bez ohľadu na hodnotu R1.
  2. Vysvetli, prečo sériový voltmeter — určený meriať bez odberu prúdu — namiesto toho blokuje celý prúd, keď je jedinou dostupnou cestou, a prečo napätie rezistora sa preto tiež číta nula.

5 · Rozšír

  1. Paralelný ampérmeter (0 Ω) v skutočnosti skratuje rezistor: prúd preferenčne tečie cez ampérmeter namiesto R1. V skutočnom obvode s neideálnym (ale stále nízko odporovým) ampérmetrom môže táto chyba vyvolať nebezpečne vysoký prúd a poškodiť prístroj. Vysvetli, prečo „merať prúd ampérmetrom paralelne“ je reálne zapojovacie riziko, nie len teoretická zvedavosť.
  2. Keby si postavil obvod a našel nulový prúd všade s správne fungujúcou batériou, čo by ti kontrola umiestnenia voltmetra povedala o možnej zapojovacej chybe?

Fyzika za týmto experimentom

Prečo umiestnenie prístrojov záleží

Veľmi vysoký odpor voltmetra je v poriadku paralelne (kde odoberá zanedbateľný prúd), ale stáva sa efektívnym otvoreným obvodom, keď je v sérii. Veľmi nízky odpor ampérmetra je v poriadku v sérii, ale stáva sa efektívnym skratom, keď je paralelne.

← Späť na experiment

Obvody

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky