Rätt mätplacering: Amperemeter i serie, voltmeter parallellt
1 · Förutsäg
För att korrekt mäta en resistors ström och spänning måste en amperemeter sitta i serie och en voltmeter parallellt. Om du kopplar mätarna på det sättet, uppför sig kretsen då exakt som om mätarna inte fanns?
- Nej — varje mätplacering ändrar kretsen något.
- Det beror på resistorns värde.
- Ja — korrekt placerade ideala mätare ändrar inte kretsens ström eller spänning alls.
2 · Uppbyggnad
- Öppna förinställningen Rätt mätplacering och tryck på Återställ. Amperemetern sitter i serie med R1; voltmetern sitter parallellt över R1.
- Aktivera både amperemeter- och voltmeteravläsningarna.
- Ställ in R1:s värde för varje försök och notera amperemeteravläsningen.
3 · Samla data
| Resistans R1 (Ω) | Voltmeteravläsning V (V) | Amperemeteravläsning I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 200.00 |
Rita amperemeteravläsningen I (y-axeln) mot 1/R1 (x-axeln) för dina tre försök.
4 · Analysera
- Beräkna för ett försök I = E/R1 med E = 9 V. Jämför med tabellen, och bekräfta att voltmetern visar 9 V i vartenda försök oavsett R1.
- Förklara, med amperemeterns 0 Ω och voltmeterns ∞ Ω, varför denna placering låter dig läsa resistorns verkliga ström och spänning utan att störa kretsen det minsta.
5 · Utvidga
- Se experimentet med uppbytta mätare för vad som händer om amperemeter- och voltmeterplaceringarna råkar bytas. Förutsäg, innan du tittar, om ett byte skulle ge avläsningen noll ström, noll spänning eller något helt annat.
- Moderna digitala multimätare efterliknar ideala amperemetrar och voltmetrar mycket väl (extremt låg respektive extremt hög inre resistans). Varför kan en äldre, mindre exakt mätare visa ett värde som märkbart skiljer sig från kretsens verkliga värde?
Fysiken bakom det här experimentet
Rätt mätplacering
En amperemeter mäter ström, så den måste vara en del av strömvägen — kopplad i serie. En voltmeter mäter spänningsskillnaden mellan två punkter, så den måste kopplas parallellt över punkterna och drar en försumbar egen ström.
Kretsar
- Ohms lag: Ström, spänning och resistans
- Resistorer i serie: Resistanserna adderas
- Resistorer parallellt: Strömmen delas
- En lampa med brytare: Effektutveckling i en glödlampa
- Batterier i serie: EMF:erna adderas
- Ideala mätare: Amperemetrar och voltmetrar stör inte kretsen
- Lampor i serie: Delad ström, svagare lampor
- Lampor parallellt: Delad spänning, full ljusstyrka
- Kortsluta en lampa: Vad händer när du förbigår en
- En reostatdimmer: Kontinuerligt variabel resistans
- Uppbytta mätare: Ett vanligt kopplingsfel
- RC-laddning: En kondensators exponentiella närmande