Idealna merilnika: ampermetr in voltmetr ne motita kroga
1 · Predvidi
Ampermetr (zaporedno) in voltmetr (vzporedno) sta dodana preprostemu krogu z upornikom, da ga izmerita. Ali merilnika sama spremenita obnašanje kroga?
- Da — dodajanje merilnikov vedno spremeni tok in napetost, ki ju poskušaš izmeriti.
- Odvisno od tega, katero vrednost upora preizkušaš.
- Ne — idealen ampermetr ima ničeln upor in idealen voltmetr ima neskončen upor, zato nobeden ne moti kroga.
2 · Pripravi
- Odpri prednastavitev metered-resistor in pritisni Ponastavi. Ampermetr sedi zaporedno z R1; voltmetr sedi vzporedno prek R1.
- Omogoči oba odčitka, ampermetra in voltmetra.
- Nastavi vrednost R1 za vsak poskus in zabeleži odčitek ampermetra.
3 · Zberi podatke
| Upor R1 (Ω) | Odčitek voltmetra V (V) | Odčitek ampermetra I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 200.00 |
Nariši odčitek ampermetra I (os y) proti 1/R1 (os x) za svoje tri poskuse.
4 · Analiziraj
- Za en poskus izračunaj I = E/R1 z E = 9 V. Primerjaj s tabelo. Opazi, da odčitek voltmetra ostaja 9 V v vsakem poskusu — razloži zakaj.
- Idealen ampermetr ima 0 Ω, zato ne prevzame napetosti — polna EMF baterije se pojavi na R1, ne glede na vrednost R1. Razloži, zakaj to pomeni, da se odčitek voltmetra nikoli ne spremeni, tudi ko se R1 (in tok) spreminja.
5 · Razširi
- Pravi ampermetr ima majhen, a neničen upor, pravi voltmetr pa velik, a končen upor. Za zelo majhen R1, ali bi upor pravega (neidealnega) ampermetra začel igrati večjo ali manjšo vlogo v primerjavi z R1?
- Ta poskus postavlja ampermetr zaporedno in voltmetr vzporedno — edina postavitev, ki ne moti kroga. Poglej poskus meters-swapped, kaj gre narobe, če sta postavljena obratno.
Fizika za tem poskusom
Obnašanje idealnih merilnikov
Idealen ampermetr (0 Ω), postavljen zaporedno, ne doda upora zanki, in idealen voltmetr (∞ Ω), postavljen vzporedno, ne potegne toka — skupaj ti omogočita prebrati pravi tok in napetost kroga brez motenja.
Električni krogi
- Ohmov zakon: tok, napetost in upor
- Zaporedni uporniki: upori se seštejejo
- Vzporedni uporniki: tok se deli
- Žarnica s stikalom: razprševanje moči v žarnici
- Baterije zaporedno: EMF se seštejeta
- Žarnice zaporedno: deljen tok, temnejše žarnice
- Žarnice vzporedno: deljena napetost, polna svetlost
- Kratko stikanje žarnice: kaj se zgodi, ko jo obideš
- Potemnilnik z reostatom: zvezno spremenljiv upor
- Pravilna postavitev merilnikov: ampermetr zaporedno, voltmetr vzporedno
- Zamenjana merilnika: pogosta napaka v žičenju
- Polnjenje RC: eksponentni približevanje kondenzatorja