การวางมิเตอร์ที่ถูกต้อง แอมมิเตอร์อนุกรม โวลต์มิเตอร์ขนาน
1 · ทำนาย
เพื่อวัดกระแสและแรงดันของตัวต้านทานอย่างถูกต้อง แอมมิเตอร์ต้องต่ออนุกรมและโวลต์มิเตอร์ต่อขนาน ถ้าวางมิเตอร์แบบนี้ วงจรทำงานเหมือนไม่มีมิเตอร์พอดีหรือไม่
- ไม่ — การวางมิเตอร์แบบใดก็เปลี่ยนวงจรบ้าง
- ขึ้นกับค่าความต้านทาน
- ใช่ — มิเตอร์อุดมคติที่วางถูกต้องไม่เปลี่ยนกระแสหรือแรงดันของวงจรเลย
2 · จัดเตรียม
- เปิดค่าที่ตั้งไว้ meters-correct แล้วกดรีเซ็ต แอมมิเตอร์อยู่อนุกรมกับ R1 โวลต์มิเตอร์ขนานคร่อม R1
- เปิดค่าแสดงทั้งแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์
- ตั้งค่า R1 ในแต่ละรอบแล้วบันทึกค่าแอมมิเตอร์
3 · เก็บข้อมูล
| ความต้านทาน R1 (Ω) | ค่าที่โวลต์มิเตอร์อ่านได้ V (V) | ค่าที่แอมมิเตอร์อ่านได้ I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 200.00 |
พล็อตค่าแอมมิเตอร์ I (แกน y) กับ 1/R1 (แกน x) จากสามรอบการทดลอง
4 · วิเคราะห์
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ I = E/R1 โดยใช้ E = 9 V เทียบกับตาราง และยืนยันว่าโวลต์มิเตอร์อ่านได้ 9 V ทุกรอบไม่ว่า R1 จะเป็นเท่าใด
- ใช้ 0 Ω ของแอมมิเตอร์กับ ∞ Ω ของโวลต์มิเตอร์อธิบายว่าเหตุในการวางแบบนี้จึงอ่านกระแสและแรงดันจริงของตัวต้านทานได้โดยไม่รบกวนวงจรเลย
5 · ต่อยอด
- ดูการทดลอง meters-swapped สำหรับสิ่งที่เกิดขึ้นหากวางแอมมิเตอร์กับโวลต์มิเตอร์สลับกันโดยไม่ตั้งใจ ทำนายก่อนดูว่าการสลับจะทำให้อ่านกระแสศูนย์ แรงดันศูนย์ หรืออย่างอื่นทั้งหมด
- มัลติมิเตอร์ดิจิทัลสมัยใหม่ใกล้เคียงแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์อุดมคติมาก (ความต้านทานภายในต่ำมากและสูงมากตามลำดับ) เหตุใดมิเตอร์รุ่นเก่าที่ความละเอียดต่ำกว่าจึงอาจให้ค่าต่างจากค่าจริงของวงจรอย่างเห็นได้ชัด
ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้
การวางมิเตอร์ที่ถูกต้อง
แอมมิเตอร์วัดกระแส จึงต้องเป็นส่วนหนึ่งของเส้นทางกระแส — ต่ออนุกรม โวลต์มิเตอร์วัดความต่างศักย์ระหว่างสองจุด จึงต้องต่อขนานคร่อมจุดนั้น ๆ โดยดึงกระแสของตัวเองน้อยมาก