Правильна компоновка приладів: амперметр послідовно, вольтметр паралельно
1 · Прогноз
Щоб правильно виміряти струм і напругу резистора, амперметр мусить іти послідовно, а вольтметр паралельно. Якщо ви встановили прилади так, чи поводиться коло точно так, ніби приладів немає?
- Ні — будь-яка компоновка приладів трохи змінює коло.
- Залежить від значення резистора.
- Так — правильно розміщені ідеальні прилади взагалі не змінюють струм і напругу кола.
2 · Установка
- Відкрийте пресет правильних приладів та натисніть «Скинути». Амперметр послідовно з R1; вольтметр паралельно до R1.
- Увімкніть покази і амперметра, і вольтметра.
- Задайте значення R1 для кожного заміру та запишіть показ амперметра.
3 · Збір даних
| Опір R1 (Ω) | Показ вольтметра V (V) | Показ амперметра I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 200.00 |
Побудуйте графік показу амперметра I (вісь y) проти 1/R1 (вісь x) для трьох замірів.
4 · Аналіз
- Для одного заміру обчисліть I = E/R1 з E = 9 V. Порівняйте з таблицею та підтвердьте, що вольтметр показує 9 V у кожному замірі незалежно від R1.
- Поясніть, використовуючи 0 Ω амперметра та ∞ Ω вольтметра, чому ця компоновка дозволяє зчитати справжні струм і напругу резистора, взагалі не турбуючи коло.
5 · Поглиблення
- Див. експеримент із перемкнутими приладами, щоб побачити, що станеться, якщо компоновки амперметра і вольтметра випадково поміняти місцями. Передглядом передбачте, чи зробить обмін нульовий струм, нульову напругу чи щось інше.
- Сучасні цифрові мультиметри дуже близько наближаються до ідеальних амперметра і вольтметра (відповідно надто низький і надто високий внутрішній опір). Чому старіший, менш точний прилад міг би дати показ, помітно відмінний від справжнього значення кола?
Фізика цього експерименту
Правильна компоновка приладів
Амперметр вимірює струм, тож мусить бути частиною шляху струму — послідовно. Вольтметр вимірює різницю напруг між двома точками, тож мусить бути підключений паралельно до цих точок, споживаючи нехтовний власний струм.