理想的儀表：電流表和電壓表不會幹擾電路
1·預測
在一個簡單的電阻電路中添加一個電流表（串聯）和一個電壓表（並聯）來測量它。儀表本身會改變電路的行為嗎？
- 是的 - 添加儀表總是會改變您想要測量的電流和電壓。
- 這取決於您正在測試的電阻值。
- 不會－理想的電流表電阻為零，理想的電壓表電阻無窮大，因此兩者都不會幹擾電路。
2·設定
- 開啟 metered-resistor 預設並按下 Reset。電流表與R1串聯；電壓表與 R1 並聯。
- 啟用電流表和電壓表讀數。
- 每次試驗設定 R1 的值並記錄電流表讀數。
3·收集數據
| 電阻R1 (Ω) | 電壓表讀數V (V) | 電表讀數 I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 200.00 |
針對三次試驗，繪製電流表讀數I（Y軸）相對1/R1（x軸）的關係圖。
4·分析
- 對於一項試驗，使用 E = 9 V 計算 I = E/R1。與表格進行比較。請注意，每次試驗中電壓表讀數都保持在 9 V——請解釋原因。
- 理想的電流表具有 0 Ω，因此它不會降低電壓 — 無論 R1 的值如何，整個電池 EMF 都會出現在 R1 上。解釋為什麼這意味著即使 R1（和電流）發生變化，電壓表讀數也不會改變。
5·擴展
- 真實的電流表具有較小但非零的電阻，真實的電壓表具有較大但有限的電阻。對於非常小的 R1，與 R1 相比，真實 (non-ideal) 電流表的電阻是否開始變得或多或少重要？
- 實驗將電流表串聯，電壓表並聯－這是唯一不會幹擾電路的放置方式。請參閱 meters-swapped 實驗，以了解如果以相反方式放置會出現什麼問題。
這個實驗背後的物理原理
理想的儀表行為
串聯放置的理想電流表 (0 Ω) 不會向環路增加電阻，並聯放置的理想電壓表 (∞ Ω) 不會產生電流 - 它們一起讓您可以在不干擾電路的情況下讀取電路的真實電流和電壓。