Zamenjana merilnika: pogosta napaka v žičenju
1 · Predvidi
Če je voltmetr pomotoma stkani zaporedno (kjer bi moral iti ampermetr) in ampermetr vzporedno (kjer bi moral iti voltmetr), kaj se zgodi s tokom upornika, ne glede na to, kateri upor izbereš?
- Tok je vedno nič — ogromen upor zaporednega voltmetra popolnoma blokira krog.
- Krog še vedno deluje normalno, le z manj natančnimi odčitki.
- Tok postane nevarno velik.
2 · Pripravi
- Odpri prednastavitev meters-swapped in pritisni Ponastavi. Voltmetr je (napačno) zaporedno; ampermetr je (napačno) vzporedno čez upornik.
- Omogoči odčitek toka na uporniku.
- Nastavi vrednost R1 za vsak poskus in zabeleži tok upornika.
3 · Zberi podatke
| Upor R1 (Ω) | Tok upornika I (A) |
|---|---|
| 50.00 | |
| 100.00 | |
| 200.00 |
Nariši tok I (os y) proti R1 (os x) za svoje tri poskuse. Ali je črta ravna pri nič?
4 · Analiziraj
- Idealen voltmetr zaporedno deluje kot odprt krog (praktično neskončen upor), zato nikjer v zanki ne more teči tok, ne glede na vrednost R1.
- Razloži, zakaj zaporedni voltmetr — mišljen meriti brez vlečenja toka — namesto tega blokira ves tok, ko je edina razpoložljiva pot, in zakaj napetost upornika zato bere tudi nič.
5 · Razširi
- Vzporedni ampermetr (0 Ω) dejansko kratko stavka upornik: tok raje teče skozi ampermetr namesto skozi R1. V pravem krogu z neidealnim (a še vedno nizkoupornim) ampermetrom lahko ta napaka potegne nevarno velik tok in poškoduje merilnik. Razloži, zakaj je „meri tok z ampermetrom vzporedno“ resnična žična nevarnost, ne le teoretična zanimivost.
- Če bi zgradil krog in povsod našel nič toka s pravilno delujočo baterijo, kaj bi ti preverjanje postavitve voltmetra povedalo o možni napaki v žičenju?
Fizika za tem poskusom
Zakaj je postavitev merilnikov pomembna
Zelo visok upor voltmetra je v redu vzporedno (kjer potegne zanemarljiv tok), a postane učinkovit odprt krog, če je postavljen zaporedno. Zelo nizek upor ampermetra je v redu zaporedno, a postane učinkovit kratek stik, če je postavljen vzporedno.
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
- Idealna merilnika: ampermetr in voltmetr ne motita kroga
- 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
- Polnjenje RC: eksponentni približevanje kondenzatorja