Đồng hồ đo bị tráo đổi: Một lỗi nối dây phổ biến

1 · Dự đoán

Nếu một vôn kế vô tình mắc nối tiếp (vị trí của ampe kế) và một ampe kế được mắc song song (vị trí của vôn kế), điều gì sẽ xảy ra với dòng điện của điện trở, bất kể bạn chọn điện trở nào?

• Dòng điện luôn bằng 0 - điện trở rất lớn của vôn kế nối tiếp sẽ chặn hoàn toàn mạch điện.
• Mạch vẫn hoạt động bình thường, chỉ có điều kết quả kém chính xác hơn.
• Dòng điện trở nên lớn đến mức nguy hiểm.

2 · Thiết lập

1. Mở cài đặt trước đã hoán đổi đồng hồ đo và nhấn Đặt lại. Vôn kế mắc nối tiếp (không chính xác); ampe kế (không chính xác) song song với điện trở.
2. Cho phép đọc dòng điện trên điện trở.
3. Đặt giá trị R1 cho mỗi lần thử và ghi lại dòng điện của điện trở.

3 · Thu thập dữ liệu

Vẽ biểu đồ dòng điện I (trục y) theo R1 (trục x) cho ba lần thử của bạn. Đường có phẳng ở mức 0 không?

4 · Phân tích

1. Một vôn kế lý tưởng mắc nối tiếp hoạt động như một mạch hở (về cơ bản là điện trở vô hạn), do đó không có dòng điện nào có thể chạy ở bất kỳ đâu trong vòng lặp, bất kể giá trị của R1.
2. Giải thích tại sao vôn kế nối tiếp - dùng để đo mà không cần dòng điện - thay vào đó lại chặn tất cả dòng điện khi đó là đường dẫn duy nhất có sẵn và tại sao kết quả là điện áp của điện trở cũng chỉ bằng 0.

5 · Gia hạn

1. Ampe kế song song (0 Ω) thực sự làm ngắn mạch điện trở: dòng điện ưu tiên chạy qua ampe kế thay vì R1. Trong mạch điện thực tế có ampe kế không lý tưởng (nhưng vẫn có điện trở thấp), lỗi này có thể tạo ra dòng điện cao nguy hiểm và làm hỏng đồng hồ đo. Giải thích tại sao 'đo dòng điện song song bằng ampe kế' là mối nguy hiểm khi nối dây trong thực tế chứ không chỉ là sự tò mò về mặt lý thuyết.
2. Nếu bạn xây dựng một mạch điện và thấy dòng điện bằng 0 ở mọi nơi với một cục pin hoạt động bình thường, thì việc kiểm tra vị trí vôn kế của bạn sẽ cho bạn biết điều gì về một lỗi nối dây có thể xảy ra?

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

← Quay lại thử nghiệm