На рисунке изображена шкала вольтметра запишите чему равен предел измерения прибора в: ГДЗ Физика 7-9 классы сборник вопросов и задач к учебнику Перышкина автор Марон. Электрическое напряжение Номер 1005

На рисунке изображена шкала вольтметра.Какова цена деления и предел измерения прибора? Каково показание вольтметра? — Знания.site

Ответы 1

Цена деления=(30-20)разделить на 2,т.е. 5 ватт
Предел измерения=45 ватт
Показание вольтметра=25 ватт

Знаешь ответ? Добавь его сюда!

Последние вопросы

  • Другие предметы

    12 часов назад

    Пользуясь определителем дикорастущих растений и опираясь на знания по курсу ботаники, определите, к какому виду, роду, семейству и классу относятся полезные растения, произрастающие в ближайшем лесу, поле или парке.

    ( Помогите срочно! )

  • Математика

    1 день назад

    24.02.2022?

    Ділянку прямокутної форми що має розміри 250м на 80м, засіяли кукурудзою. Скільки зерна було використано для цього, якщо на 10000м потрібно 18 кг?

  • Математика

    1 день назад

    32) найдите область определение функции z = (1/x) + (1/y)

  • Математика

    1 день назад

    33) найдите область определение функции z = (y — 1) / (x² + y²)

  • Математика

    1 день назад

    31) найдите область определение функции z = 1 / (x-y)

  • Геометрия

    1 день назад

    100 баллов таму кто поможет

  • Английский язык

    1 день назад

    Subjunctive Mood

    Test

    I. Choose the right form:

    1. Jack doesn’t speak English. If he (spoke/ had spoken) English, he would (get/ have got) a good job at a travel agency. 2. I was in Rome on business. If I (had/ had had) more free time, I would (go/ have gone) sightseeing. 3. It is unlikely that he will repair his car soon. He would (give/ have given) us a ride to the train station if he (repaired/ had repaired) his car soon enough. 4. Bob failed at his exams. If he (worked/ had worked) harder he wouldn’t (fail/ have failed) at his exams. 5. The weather is too cold today. If it (were/ had been) a little warmer, we would (go/ have gone) for a walk. 6. Jill lost her ticket. If she (didn’t lose/ hadn’t lost) her ticket, she would (arrive/ have arrived) in London yesterday. 7. He didn’t have much money at that moment. If he (had/ had had) more money, he would (buy/ have bought) new toys for his children.

    II. Describe these situations in a different way. Use the Subjunctive Mood.

    1. The problems of the company were very serious. As a result Tom worked hard all the weekends.
    2. The alarm clock was broken. And John was late for his first lesson.
    3. My mother was in Italy. I had to cook everything on my own.
    4. She lost her mobile phone. That’s why I gave her mine.
    5. She was late for their wedding. Her fiancé got angry.

    III. Translation.

    1. Если бы Майк сдал отчет вовремя, его бы не уволили. 
    2. Жаль, что арбуз оказался гнилой
    3. Если бы она не вмешивалась в его дела, он бы не дерзил ей.
    4. Если бы не твоя помощь, я бы не смог закрепить эти шторы.
    5. Если бы Джонни был хорошим студентом, он бы не использовал так много шпаргалок на экзамене.
    6. Мне бы хотелось, чтобы ты заботился о своем здоровье!
    7. Если бы тебе было все равно, ты бы не ревновал ее к другим мужчинам.
  • Английский язык

    1 день назад

    Subjunctive Mood

    Test

    I. Choose the right form:

    1. Jack doesn’t speak English. If he (spoke/ had spoken) English, he would (get/ have got) a good job at a travel agency. 2. I was in Rome on business. If I (had/ had had) more free time, I would (go/ have gone) sightseeing. 3. It is unlikely that he will repair his car soon. He would (give/ have given) us a ride to the train station if he (repaired/ had repaired) his car soon enough. 4. Bob failed at his exams. If he (worked/ had worked) harder he wouldn’t (fail/ have failed) at his exams. 5. The weather is too cold today. If it (were/ had been) a little warmer, we would (go/ have gone) for a walk. 6. Jill lost her ticket. If she (didn’t lose/ hadn’t lost) her ticket, she would (arrive/ have arrived) in London yesterday. 7. He didn’t have much money at that moment. If he (had/ had had) more money, he would (buy/ have bought) new toys for his children.

    II. Describe these situations in a different way. Use the Subjunctive Mood.

    1. The problems of the company were very serious. As a result Tom worked hard all the weekends.
    2. The alarm clock was broken. And John was late for his first lesson.
    3. My mother was in Italy. I had to cook everything on my own.
    4. She lost her mobile phone. That’s why I gave her mine.
    5. She was late for their wedding. Her fiancé got angry.

    III. Translation.

    1. Если бы Майк сдал отчет вовремя, его бы не уволили. 
    2. Жаль, что арбуз оказался гнилой
    3. Если бы она не вмешивалась в его дела, он бы не дерзил ей.
    4. Если бы не твоя помощь, я бы не смог закрепить эти шторы.
    5. Если бы Джонни был хорошим студентом, он бы не использовал так много шпаргалок на экзамене.
    6. Мне бы хотелось, чтобы ты заботился о своем здоровье!
    7. Если бы тебе было все равно, ты бы не ревновал ее к другим мужчинам.
  • Литература

    2 дня назад

    А где почему это напряжоный момент

  • Биология

    2 дня назад

    У голонасінних рослин уперше з’являєтся:

  • Математика

    2 дня назад

    Математика третий класс запиши все возможные значения длины и ширины по известному периметру прямоугольника периметр 98 м 120 м 140

  • Алгебра

    2 дня назад

    Решите графически системы уравнений (выражая у через х) 1 система {х+2у=6 х-4у=0} 2 система{3у-х=3 х-4у=1}

  • Физика

    2 дня назад

     Електричний нагрівник за 7 хв доводить до кипіння 10 кг води, початкова температура  якої дорівнює 20 °С. Якою є сила струму в його нагрівальному елементі, якщо напруга в  мережі становить 220 В? ККД нагрівника 90 %.

  • Физика

    3 дня назад

    Тело движется вдоль оси Ох. График зависимости проекции его скорости Vх от времени t изображён на рисунке. Найди путь S, пройденный телом за рассмотренный промежуток времени. Результат вырази в метрах, округлив до целого числа.

  • Українська мова

    3 дня назад

    Допоможіть будь ласка! Написати твір — роздум за алгоритмом.​

Вольтметры и амперметры постоянного тока | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объяснить, почему вольтметр должен быть подключен параллельно цепи.
  • Нарисуйте схему, показывающую правильное подключение амперметра к цепи.
  • Опишите, как можно использовать гальванометр как вольтметр или амперметр.
  • Найдите сопротивление, которое нужно включить последовательно с гальванометром, чтобы его можно было использовать как вольтметр с заданными показаниями.
  • Объясните, почему измерение напряжения или тока в цепи никогда не может быть точным.

Вольтметры измеряют напряжение, тогда как амперметры измеряют ток. Некоторые счетчики в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами. (См. рис. 1.) Внутренняя конструкция простейших из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, дают дополнительные сведения о применении последовательных и параллельных соединений.

Рис. 1. Датчики уровня топлива и температуры (крайний правый и крайний левый соответственно) в этом Volkswagen 1996 года — это вольтметры, которые регистрируют выходное напряжение «передатчиков», которое, как мы надеемся, пропорционально количеству бензина в баке и температура двигателя. (кредит: Кристиан Гирсинг)

Вольтметры подключаются параллельно любому устройству, напряжение которого нужно измерить. Параллельное соединение используется потому, что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов. (См. рис. 2, где вольтметр обозначен символом V.) Амперметры подключаются последовательно к любому устройству, ток которого нужно измерить. Последовательное соединение используется потому, что последовательно соединенные объекты имеют одинаковый ток, проходящий через них. (См. рис. 3, где амперметр обозначен символом А.)

Рис. 2. (a) Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (V) помещают параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между точками a и b. Невозможно подключить вольтметр непосредственно к ЭДС без учета его внутреннего сопротивления r . (b) Используемый цифровой вольтметр. (кредит: Messtechniker, Wikimedia Commons)

Рис. 3. Амперметр (A) подключен последовательно для измерения тока. Весь ток в этой цепи протекает через счетчик. Амперметр будет иметь такое же показание, если он будет расположен между точками d и e или между точками f и a, как показано на рисунке. (Обратите внимание, что заглавная буква E означает emf, а r обозначает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

Аналоговые измерители: гальванометры

Аналоговые измерители имеют иглу, которая поворачивается, чтобы указывать на числа на шкале, в отличие от цифровых измерителей , которые имеют числовые показания, подобные ручному калькулятору. Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром , обозначаемым буквой G. Ток, протекающий через гальванометр, I G , производит пропорциональное отклонение стрелки. (Это отклонение происходит из-за силы магнитного поля, действующей на провод с током.)

Двумя важнейшими характеристиками данного гальванометра являются его сопротивление и чувствительность к току. Чувствительность по току — это ток, который дает полное отклонение стрелки гальванометра, максимальный ток, который может измерить прибор. Например, гальванометр с токовой чувствительностью 50 мкА имеет максимальное отклонение своей стрелки при протекании через нее 50 мкА, показывает половину шкалы при протекании через нее 25 мкА и т. д. Если такой гальванометр имеет сопротивление 25 Ом, то напряжение всего 9 Ом0019 В = IR = (50 мкА)(25 Ом) = 1,25 мВ дает полное показание. Подключая резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр, который может измерять широкий диапазон напряжений или токов.

Гальванометр как вольтметр

На рис. 4 показано, как можно использовать гальванометр в качестве вольтметра, подключив его последовательно с большим сопротивлением R . Значение сопротивления R определяется максимальным измеряемым напряжением. Предположим, вы хотите, чтобы 10 В производили полное отклонение вольтметра, содержащего гальванометр на 25 Ом с чувствительностью 50 мкА. Тогда 10 В, подаваемые на счетчик, должны давать ток 50 мкА. Общее сопротивление должно быть

[латекс] {R} _ {\ text {tot}} = R + r = \ frac {V} {I} = \ frac {10 \ text { V}} {50 \ text { } \ mu \ text {A}}=200\text{k}\Omega\\[/latex] или

[латекс]R={R}_{\text{tot}}-r=200\text{k}\Omega- 25\text{ }\Omega \примерно 200\text{ k}\Omega \\[/latex].

( R настолько велико, что сопротивление гальванометра, r , почти пренебрежимо мало.) Обратите внимание, что 5 В, приложенные к этому вольтметру, вызывают отклонение на половину шкалы, создавая ток 25 мкА через измеритель, и поэтому показания вольтметра пропорциональны напряжению по желанию. Этот вольтметр не будет полезен для напряжений менее половины вольта, потому что отклонение измерителя будет небольшим и его трудно будет точно считывать. Для других диапазонов напряжения последовательно с гальванометром включают другие сопротивления. Многие счетчики имеют выбор шкалы. Этот выбор включает последовательное включение соответствующего сопротивления с гальванометром.

Рис. 4. Большое сопротивление R , включенное последовательно с гальванометром G, дает вольтметр, отклонение которого на полную шкалу зависит от выбора R . Чем больше измеряемое напряжение, тем больше должно быть R . (Обратите внимание, что r представляет собой внутреннее сопротивление гальванометра.)

Гальванометр как амперметр

Тот же самый гальванометр можно превратить в амперметр, поместив его параллельно с небольшим сопротивлением R , часто называемое шунтовым сопротивлением , как показано на рис. 5. Поскольку шунтирующее сопротивление мало, большая часть тока проходит через него, что позволяет амперметру измерять токи, намного превышающие те, которые вызывают полное отклонение гальванометр. Предположим, например, что нужен амперметр, дающий полное отклонение на 1,0 А, и содержащий такой же 25-омный гальванометр с его чувствительностью 50 мкА. Поскольку R и r включены параллельно, напряжение на них одинаковое. Эти 9{-3}\text{ }\Omega\\[/latex].

Рис. 5. Небольшой шунт сопротивления R , включенный параллельно гальванометру G, дает амперметр, отклонение на полную шкалу которого зависит от выбора R . Чем больше измеряемый ток, тем меньше R должно быть. Большая часть тока ( I ), протекающего через счетчик, шунтируется через R для защиты гальванометра. (Обратите внимание, что r представляет собой внутреннее сопротивление гальванометра.) Амперметры также могут иметь несколько шкал для большей гибкости в применении. Различные масштабы достигаются включением различных шунтирующих сопротивлений параллельно гальванометру — чем больше максимальный измеряемый ток, тем меньше должно быть шунтирующее сопротивление.

Проведение измерений изменяет схему

Когда вы используете вольтметр или амперметр, вы подключаете другой резистор к существующей цепи и, таким образом, изменяете схему. В идеале вольтметры и амперметры не оказывают заметного влияния на цепь, но полезно изучить обстоятельства, при которых они влияют или не влияют. Во-первых, рассмотрим вольтметр, который всегда ставится параллельно измеряемому устройству. Через вольтметр протекает очень небольшой ток, если его сопротивление на несколько порядков больше, чем сопротивление устройства, и поэтому на цепь не оказывается заметного влияния. (См. рис. 6(а).) (Большое сопротивление, соединенное параллельно с малым, имеет суммарное сопротивление, практически равное малому.) Если, однако, сопротивление вольтметра сравнимо с сопротивлением измеряемого устройства, то два параллельно имеют меньшее сопротивление, заметно влияя на цепь. (См. рис. 6(b).) Напряжение на устройстве не такое, как если бы вольтметр не был включен в цепь.

Рис. 6. (a) Вольтметр, сопротивление которого значительно превышает сопротивление устройства (RVoltmeter>>R), с которым он соединен параллельно, создает параллельное сопротивление, практически такое же, как и устройство, и не оказывает заметного влияния на измеряемую цепь. (b) Здесь вольтметр имеет то же сопротивление, что и устройство (RVoltmeter ≅ R), так что параллельное сопротивление составляет половину того, что оно имеет, когда вольтметр не подключен. Это пример существенного изменения схемы, которого следует избегать.

Амперметр включен последовательно в измеряемую ветвь цепи, так что его сопротивление добавляется к этой ветви. Обычно сопротивление амперметра очень мало по сравнению с сопротивлениями устройств в цепи, поэтому лишнее сопротивление незначительно. (См. рис. 7(а).) Однако, если используются очень малые сопротивления нагрузки или если сопротивление амперметра не такое низкое, как должно быть, то общее последовательное сопротивление будет значительно больше, а ток в ответвлении составит измеряемое уменьшается. (См. рис. 7(b).) При неправильном подключении амперметра может возникнуть практическая проблема. Если бы он был подключен параллельно резистору для измерения тока в нем, вы могли бы повредить счетчик; низкое сопротивление амперметра позволило бы большей части тока в цепи проходить через гальванометр, и этот ток был бы больше, поскольку эффективное сопротивление меньше.

Рис. 7. (a) Обычно амперметр имеет настолько малое сопротивление, что общее последовательное сопротивление в измеряемой ветви не увеличивается заметно. Схема практически не изменилась по сравнению с отсутствием амперметра. (b) Здесь сопротивление амперметра такое же, как сопротивление ответвления, так что общее сопротивление удваивается, а ток вдвое меньше, чем без амперметра. Этого значительного изменения схемы следует избегать.

Одним из решений проблемы помех вольтметров и амперметров в измеряемых цепях является использование гальванометров с большей чувствительностью. Это позволяет создавать вольтметры с большим сопротивлением и амперметры с меньшим сопротивлением, чем при использовании менее чувствительных гальванометров. Существуют практические пределы чувствительности гальванометра, но можно получить аналоговые измерители, которые делают измерения с точностью до нескольких процентов. Обратите внимание, что неточность возникает из-за изменения схемы, а не из-за неисправности счетчика.

Связи: пределы знаний

Выполнение измерения изменяет измеряемую систему таким образом, что возникает неопределенность в измерении. Для макроскопических систем, таких как схемы, обсуждаемые в этом модуле, изменение обычно можно сделать пренебрежимо малым, но полностью устранить его нельзя. Для субмикроскопических систем, таких как атомы, ядра и более мелкие частицы, измерение изменяет систему таким образом, что ее нельзя сделать произвольно малой. Это фактически ограничивает знание системы — даже ограничивает то, что природа может знать о себе. Мы увидим глубокие последствия этого, когда принцип неопределенности Гейзенберга будет обсуждаться в модулях по квантовой механике.

Существует еще один метод измерения, основанный на полном отсутствии тока и, следовательно, на полном отсутствии изменения схемы. Они называются нулевыми измерениями и являются темой нулевых измерений. Цифровые счетчики, в которых используется твердотельная электроника и нулевые измерения, могут достигать точности в одну часть на 10 6 .

Проверьте свое понимание

Цифровые счетчики способны обнаруживать меньшие токи, чем аналоговые счетчики, использующие гальванометры. Как это объясняет их способность измерять напряжение и ток более точно, чем аналоговые измерители?

Решение

Поскольку цифровые счетчики потребляют меньше тока, чем аналоговые, они меньше изменяют схему, чем аналоговые. Их сопротивление в качестве вольтметра может быть намного больше, чем у аналогового измерителя, а их сопротивление в качестве амперметра может быть намного меньше, чем у аналогового измерителя. Обратитесь к рисунку 2 и рисунку 3 и их обсуждению в тексте.

Исследования PhET: комплект для построения цепей (только DC), виртуальная лаборатория

Стимулируйте нейрон и следите за происходящим. Делайте паузы, перематывайте назад и двигайтесь вперед во времени, чтобы наблюдать за движением ионов через мембрану нейрона.

Нажмите, чтобы загрузить симуляцию. Запуск с использованием Java.

Резюме раздела

  • Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток.
  • Вольтметр размещается параллельно источнику напряжения для получения полного напряжения и должен иметь большое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
  • Амперметр включен последовательно, чтобы получить полный ток, протекающий через ветвь, и должен иметь небольшое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
  • Оба могут быть основаны на комбинации резистора и гальванометра, устройства, которое дает аналоговое считывание тока.
  • Стандартные вольтметры и амперметры изменяют измеряемую цепь и, таким образом, имеют ограниченную точность.

Концептуальные вопросы

1. Почему не следует подключать амперметр непосредственно к источнику напряжения, как показано на рис. 9? (Обратите внимание, что буква E на рисунке означает ЭДС.)

Рисунок 9.

2. Предположим, вы используете мультиметр (предназначенный для измерения диапазона напряжений, токов и сопротивлений) для измерения тока в цепи и случайно оставили его в режиме вольтметра. Какое влияние счетчик окажет на цепь? Что произойдет, если вы измеряете напряжение, но случайно переведете мультиметр в режим амперметра?

3. Укажите точки, к которым можно было бы подключить вольтметр для измерения следующих разностей потенциалов на рисунке 10: (а) разность потенциалов источника напряжения; (b) разность потенциалов между R 1 ; (c) через R 2 ; (d) через R 3 ; (e) между R 2 и R 3 . Обратите внимание, что может быть более одного ответа на каждую часть.

Рис. 10.

4. Чтобы измерить токи на рисунке 10, вы должны заменить провод между двумя точками амперметром. Укажите точки, между которыми вы поместите амперметр для измерения следующих параметров: (а) полный ток; (b) ток, протекающий через R 1 ; (c) через R 2 ; (d) через R 3 . Обратите внимание, что может быть более одного ответа на каждую часть.

Задачи и упражнения

1. Какова чувствительность гальванометра (т. е. какой ток дает полное отклонение) внутри вольтметра, имеющего сопротивление 1,00 МОм на шкале 30,0 В?

2. Какова чувствительность гальванометра (то есть какой ток дает полное отклонение) внутри вольтметра, имеющего сопротивление 25,0 кОм на шкале 100 В?

3. Найдите сопротивление, которое необходимо включить последовательно с гальванометром на 25,0 Ом с чувствительностью 50,0 мкА (такой же, как рассмотренный в тексте), чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с 0,100 В. полномасштабное чтение.

4. Найдите сопротивление, которое необходимо включить последовательно с гальванометром 25,0 Ом с чувствительностью 50,0 мкА (такой же, как рассмотренный в тексте), чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с напряжением 3000 В. полномасштабное чтение. Включите принципиальную схему с вашим решением.

5. Найдите сопротивление, которое необходимо подключить параллельно гальванометру 25,0 Ом с чувствительностью 50,0 мкА (такой же, как рассмотренный в тексте), чтобы его можно было использовать в качестве амперметра с током 10,0 А. полномасштабное чтение. Включите принципиальную схему с вашим решением.

6. Найдите сопротивление, которое необходимо подключить параллельно гальванометру 25,0 Ом с чувствительностью 50,0 мкА (такой же, как рассмотренный в тексте), чтобы его можно было использовать в качестве амперметра с током 300 мА. полномасштабное чтение.

7. Найдите сопротивление, которое необходимо включить последовательно с гальванометром сопротивлением 10,0 Ом с чувствительностью 100 мкА, чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с: (a) полным показанием 300 В, и ( б) показание полной шкалы 0,300 В.

8. Найдите сопротивление, которое необходимо подключить параллельно гальванометру с сопротивлением 10,0 Ом и чувствительностью 100 мкА, чтобы его можно было использовать в качестве амперметра с: (a) полным показанием 20,0 А, и ( б) 100-мА полное показание.

9. Предположим, вы измеряете напряжение на клеммах щелочного элемента на 1,585 В, имеющего внутреннее сопротивление 0,100 Ом, приложив к его клеммам вольтметр на 1,00 кОм. (См. рис. 11.) а) Какой ток течет? (b) Найдите напряжение на клеммах. в) Чтобы увидеть, насколько близко измеренное напряжение на клеммах к ЭДС, рассчитайте их отношение.

Рисунок 11.

10. Предположим, вы измеряете напряжение на клеммах литиевого элемента на 3,200 В, имеющего внутреннее сопротивление 5,00 Ом, приложив к его клеммам вольтметр на 1,00 кОм. а) Какой ток течет? (b) Найдите напряжение на клеммах. в) Чтобы увидеть, насколько близко измеренное напряжение на клеммах к ЭДС, рассчитайте их отношение.

11. Некоторый амперметр имеет сопротивление 5,00 × 10 −5 Ом по шкале 3,00 А и содержит гальванометр на 10,0 Ом. Какова чувствительность гальванометра?

12. Вольтметр на 1,00 МОм включен в цепь параллельно резистору на 75,0 кОм. а) Нарисуйте схему соединения. б) Чему равно сопротивление комбинации? (c) Если напряжение на комбинации останется таким же, как и на одном резисторе 75,0 кОм, на сколько процентов увеличится ток? (d) Если ток через комбинацию остается таким же, как и через один резистор 75,0 кОм, на сколько процентов уменьшится напряжение? (e) Являются ли существенными изменения, обнаруженные в частях (c) и (d)? Обсуждать.

13. Амперметр 0,0200 Ом включен в цепь последовательно с резистором 10,00 Ом. а) Нарисуйте схему соединения. (b) Рассчитайте сопротивление комбинации. (c) Если напряжение остается таким же на комбинации, как и на одном резисторе 10,00 Ом, на сколько процентов уменьшится ток? (d) Если ток через комбинацию остается таким же, как и через один резистор 10,00 Ом, на сколько процентов увеличится напряжение? (e) Являются ли существенными изменения, обнаруженные в частях (c) и (d)? Обсуждать.

14. Необоснованные результаты  Предположим, у вас есть гальванометр с сопротивлением 40,0 Ом и чувствительностью 25,0 мкА. а) Какое сопротивление вы бы включили с ним последовательно, чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с полным отклонением 0,500 мВ? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие предположения ответственны?

15. Необоснованные результаты  (a) Какое сопротивление вы бы подключили параллельно гальванометру на 40,0 Ом с чувствительностью 25,0 мкА, чтобы его можно было использовать в качестве амперметра с полным отклонением 10,0 мкА? ? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие предположения ответственны?

Глоссарий

вольтметр:
прибор для измерения напряжения
амперметр:
прибор для измерения силы тока
аналоговый счетчик:
измерительный прибор, дающий показания в виде движения стрелки по маркированному калибру
цифровой счетчик:
измерительный прибор, дающий показания в цифровой форме
гальванометр:
аналоговое измерительное устройство, обозначенное буквой G, которое измеряет ток, используя отклонение стрелки, вызванное силой магнитного поля, действующей на проводник с током
чувствительность по току:
максимальный ток, который может считывать гальванометр
полное отклонение:
максимальное отклонение стрелки гальванометра, также известное как токовая чувствительность; гальванометр с полным отклонением 50 мкА имеет максимальное отклонение своей стрелки при протекании через нее тока 50 мкА
Шунтирующее сопротивление:
небольшое сопротивление R  помещенное параллельно гальванометру G для получения амперметра; чем больше измеряемый ток, тем меньше должны быть R ; большая часть тока, протекающего через счетчик, шунтируется через R для защиты гальванометра

Избранные решения задач и упражнений

1. 30 мкА

3. 1,98 кОм

5. 1,25 × 10 −4 Ом

7. (a) 3,00 МОм (b) 2,99 кОм

9. (a) 1,58 мА (b) 1,5848 В (необходимо четыре цифры, чтобы увидеть разницу) (c) 0,99990 (необходимо пять цифр, чтобы увидеть разницу) отличие от единицы)

11, 15,0 мкА

12,

или уменьшение на 2,0 × 10 90 155 –1 90 156 процентов 90 005

(d) 1,002 или увеличение на 2,0 × 10 –1 процентов

(e) Незначительно.

15. (a) −66,7 Ом (b) У вас не может быть отрицательного сопротивления. (c) Неразумно, что I G больше, чем I до (см. рис. 5). Вы не можете добиться полного отклонения, используя ток, меньший, чем чувствительность гальванометра.

20.4: Вольтметры и амперметры — Физика LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    14567
    • Boundless (теперь LumenLearning)
    • Boundless
    • 900 17

      цели обучения

      • Сравнить схему подключения амперметра и вольтметра

      Вольтметры и амперметры измеряют соответственно напряжение и ток в цепи. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами.

      Вольтметры и амперметры : Краткое введение в вольтметры и амперметры для начинающих физиков.

      Вольтметры

      Вольтметр — это прибор, измеряющий разность электрических потенциалов между двумя точками электрической цепи. Аналоговый вольтметр перемещает стрелку по шкале пропорционально напряжению цепи; цифровой вольтметр обеспечивает числовой дисплей. Любое измерение, которое можно преобразовать в напряжение, можно отобразить на правильно откалиброванном измерителе; такие измерения включают давление, температуру и расход.

      Вольтметр : Демонстрационный вольтметр из класса физики

      Чтобы вольтметр мог измерять напряжение устройства, он должен быть подключен параллельно этому устройству. Это необходимо, потому что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов.

      Параллельный вольтметр : (a) Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (V) помещается параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между точками a и b. Невозможно подключить вольтметр непосредственно к ЭДС без учета его внутреннего сопротивления r. (b) Используемый цифровой вольтметр

      Амперметры

      Амперметр измеряет электрический ток в цепи. Название происходит от названия единицы СИ для электрического тока, ампер (А).

      Чтобы амперметр мог измерять ток устройства, он должен быть подключен к этому устройству последовательно. Это необходимо, потому что объекты, соединенные последовательно, испытывают одинаковый ток. Они не должны быть подключены к источнику напряжения — амперметры рассчитаны на работу с минимальной нагрузкой (которая относится к падению напряжения на амперметре, обычно составляющему небольшую долю вольта).

      Амперметр в серии : Амперметр (А) включен последовательно для измерения тока. Весь ток в этой цепи протекает через счетчик. Амперметр будет иметь такое же показание, если он будет расположен между точками d и e или между точками f и a, как показано на рисунке. (Обратите внимание, что заглавная буква E обозначает ЭДС, а r обозначает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

      Гальванометры (аналоговые измерители)

      Аналоговые измерители имеют стрелки, которые поворачиваются, чтобы указывать на числа на шкале, как в отличие от цифровых счетчиков, которые имеют числовые показания. Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром, обозначаемое цифрой 9.0019 Г . Протекание тока через гальванометр I G вызывает пропорциональное движение или отклонение стрелки.

      Двумя важнейшими характеристиками любого гальванометра являются его сопротивление и чувствительность к току. Чувствительность по току — это ток, при котором происходит полное отклонение стрелки гальванометра, иначе говоря, максимальный ток, который может измерить прибор. Например, гальванометр с токовой чувствительностью 50 мкА имеет максимальное отклонение стрелки при протекании через нее 50 мкА, находится на середине шкалы при протекании через нее 25 мкА и т. д.

      Если такой гальванометр имеет сопротивление 25 Ом, то напряжение всего \(\mathrm{V = IR = (50 мкА)(25 оммега)=1,25 \; мВ}\) дает полное чтение шкалы. Подключая резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр для измерения широкого диапазона напряжений или токов.

      Гальванометры как вольтметры

      Гальванометр может работать как вольтметр, когда он последовательно соединен с большим сопротивлением R . Значение R определяется максимальным напряжением, которое будет измеряться. Предположим, вы хотите, чтобы 10 В производили полное отклонение вольтметра, содержащего гальванометр на 25 Ом с чувствительностью 50 мкА. Тогда 10 В, подаваемые на счетчик, должны давать ток 50 мкА. Общее сопротивление должно быть:

      \[\mathrm { R } _ { \mathrm { tot } } = \ mathrm { R } + \ mathrm { r } = \ dfrac { \mathrm { V } } { \ mathrm { I } } = \frac { 10 \mathrm { V } } { 50 \mu \mathrm { A } } = 200 \mathrm { k } \Omega\]

      или:

      \[\mathrm { R } = \ mathrm { R } _ { \ mathrm { tot } } — \ mathrm { r } = 200 \ mathrm { k } \ Omega — 25 \ Omega \ приблизительно 200 \ mathrm { k } \Omega\]

      (R настолько велико, что сопротивлением гальванометра r почти можно пренебречь.) Обратите внимание, что 5 В, приложенное к этому вольтметру, вызывает отклонение на половину шкалы, поскольку через него проходит ток 25 мкА. метр, и поэтому показания вольтметра пропорциональны напряжению, как и требуется. Этот вольтметр был бы бесполезен для напряжений менее половины вольта, потому что отклонение измерителя было бы слишком маленьким для точного считывания. Для других диапазонов напряжения последовательно с гальванометром включают другие сопротивления. Многие измерители позволяют выбирать шкалы, что включает последовательное включение соответствующего сопротивления с гальванометром.

      Гальванометры как амперметры

      Тот же самый гальванометр может также работать как амперметр, если он подключен параллельно с небольшим сопротивлением R , часто называемым шунтирующим сопротивлением. Поскольку сопротивление шунта невелико, большая часть тока проходит через него, что позволяет амперметру измерять токи, намного большие, чем те, которые вызвали бы полное отклонение гальванометра.

      Предположим, например, что нам нужен амперметр, дающий полное отклонение на 1,0 А и содержащий такой же 25-омный гальванометр с чувствительностью 50 мкА. С R и r включены параллельно, напряжение на них одинаковое.

      Эти капли IR: IR = I G r

      , так что: } = \ frac { \ mathrm { R } } { \ mathrm { r } } \).

      Решая для R и учитывая, что IG равен 50 мкА, а I равен 0,999950 А, мы имеем:

      \[\mathrm { R } = \mathrm { r} \frac { \mathrm { I } _ { \mathrm { G } } } { \ mathrm { I } } = ( 25 \ Omega ) \ frac { 50 \ mu \ mathrm { A } } { 0,9{ — 3 } \Omega\]

      Нулевые измерения

      Нулевые измерения уравновешивают напряжения, поэтому через измерительные устройства не протекает ток, который может мешать измерению.

      цели обучения

      • Объясните, почему используются нулевые измерения

      Нулевые измерения

      Стандартные измерения напряжения и тока изменяют цепи, внося числовые погрешности. Вольтметры потребляют дополнительный ток, тогда как амперметры уменьшают ток. Нулевые измерения уравновешивают напряжения, поэтому через измерительное устройство не протекает ток, и цепь остается неизменной. Измерения нуля, как правило, более точные, но более сложные, чем стандартные вольтметры и амперметры. Их точность все еще ограничена.

      Потенциометр

      При измерении ЭДС батареи и подключении батареи напрямую к стандартному вольтметру, как показано на рисунке, фактическая измеряемая величина представляет собой напряжение на клеммах В. Напряжение связано с ЭДС батареи соотношением V = ЭДС Ir , где I — протекающий ток, а r — внутреннее сопротивление батареи.

      Вольтметр, подключенный к батарее : Аналоговый вольтметр, подключенный к батарее, потребляет небольшой, но ненулевой ток и измеряет напряжение на клеммах, которое отличается от ЭДС батареи. (Обратите внимание, что заглавная буква E символизирует электродвижущую силу или ЭДС.) Поскольку внутреннее сопротивление батареи точно неизвестно, точно рассчитать ЭДС невозможно.

      ЭДС можно было бы точно рассчитать, если бы были известны r , что бывает редко. Если бы ток I можно было сделать равным нулю, то В = ЭДС , и можно было бы непосредственно измерить ЭДС. Однако для работы стандартных вольтметров требуется ток.

      Потенциометр — нулевой измерительный прибор для измерения потенциалов (напряжений). К резистору R, подключен источник напряжения, пропуская через него постоянный ток. Вдоль провода наблюдается устойчивое падение потенциала (падение ИК), поэтому за счет контакта по проводу получается переменный потенциал.

      Неизвестная ЭДС x (представленная скриптом E x ), подключенная последовательно с гальванометром, показана на рис. Положение точки контакта регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль. Когда гальванометр показывает ноль, ЭДС х = IR х , где R х — сопротивление участка провода до точки контакта. Поскольку ток через гальванометр не течет, через неизвестную ЭДС ничего не течет, и emf x воспринимается.

      Потенциометр : Потенциометр является нулевым измерительным устройством. (а) Источник напряжения, подключенный к длинному проволочному резистору, пропускает через него постоянный ток I. (b.) Неизвестная ЭДС (обозначенная буквой Ex) подключена, как показано, и точка контакта вдоль R регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль. Сегмент провода имеет сопротивление Rx и сценарий Ex=IRx, где I не зависит от соединения, так как через гальванометр не протекает ток. Таким образом, неизвестная ЭДС пропорциональна сопротивлению отрезка провода.

      Стандартная ЭДС заменяется на ЭДС x , и точка контакта регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль, так что ЭДС s = IR s . В обоих случаях ток через гальванометр не проходит. Ток I по длинному проводу идентичен. Взяв отношение ЭДС x / ЭДС s , I отменяет, и решение для ЭДС x дает то, что видно в.

      Поскольку для R используется длинная однородная проволока, отношение сопротивлений R x /R s такое же, как отношение длин проволоки, обнуляющей гальванометр для каждой ЭДС. Три величины в правой части уравнения теперь известны или измерены, и можно рассчитать ЭДС x . Часто в этом расчете меньше неопределенности, чем при непосредственном использовании вольтметра, но она не равна нулю. Всегда есть некоторая неопределенность в соотношении сопротивлений R x /R s и в стандартных ЭМП. Кроме того, невозможно сказать, когда гальванометр показывает точно ноль, что вносит ошибку как в R x , так и в R s , а также может повлиять на ток I .

      Измерение сопротивления

      Многие так называемые омметры измеряют сопротивление. Наиболее распространенные омметры применяют напряжение к сопротивлению, измеряют ток и вычисляют сопротивление, используя закон Ома. Их показания — это расчетное сопротивление. Простые конфигурации с использованием стандартных вольтметров и амперметров имеют ограниченную точность, поскольку счетчики изменяют как напряжение, подаваемое на резистор, так и ток, протекающий через него. Мост Уитстона представляет собой нулевой измерительный прибор для расчета сопротивления путем уравновешивания падений потенциала в цепи. Устройство называется мостом, потому что гальванометр образует мост между двумя ветвями. Различные мостовые устройства используются для измерения нуля в цепях. Резисторы R 1 и R 2 точно известны, а стрелка через R 3 указывает, что это переменное сопротивление. Значение R 3 можно точно прочитать. При неизвестном сопротивлении Rx в цепи R 3 регулируют до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль.

      Мост Уитстона : Мост Уитстона используется для расчета неизвестных сопротивлений. Переменное сопротивление R3 регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль при замкнутом выключателе. Это упрощает схему, позволяя рассчитать Rx на основе IR-падений.

      Разность потенциалов между точками b и d тогда равна нулю, а это означает, что b и d имеют одинаковый потенциал. Без тока, протекающего через гальванометр, он не влияет на остальную часть цепи. Таким образом, ветви abc и adc параллельны, и каждая ветвь имеет полное напряжение источника. Поскольку b и d имеют одинаковый потенциал, падение ИК вдоль и должно равняться падению ИК вдоль аб . Опять же, поскольку b и d имеют одинаковый потенциал, падение IR вдоль dc должно равняться падению IR вдоль bc . Это уравнение используется для расчета неизвестного сопротивления, когда ток через гальванометр равен нулю. Этот метод может быть очень точным, но он ограничен двумя факторами. Во-первых, ток через гальванометр не может быть точно равен нулю. Во-вторых, всегда есть неопределенности в R 1 , R 2 и R 3 , которые вносят вклад в неопределенность R x .

      Ключевые точки

      • Вольтметр — это прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи.
      • Амперметр — это измерительный прибор, используемый для измерения электрического тока в цепи.
      • Вольтметр соединен параллельно с устройством для измерения его напряжения, а амперметр соединен последовательно с устройством для измерения его тока.
      • В основе большинства аналоговых счетчиков лежит гальванометр, прибор, который измеряет ток, используя движение или отклонение стрелки. Отклонение стрелки производится магнитной силой, действующей на проводник с током.
      • Измерения напряжения и тока стандартными вольтметрами и амперметрами изменяют измеряемую цепь, внося погрешности. Вольтметры потребляют дополнительный ток, тогда как амперметры уменьшают ток.
      • Нулевые измерения используются для уменьшения погрешности измерения напряжения и тока.
      • Потенциометр и мост Уитстона — это два метода измерения нуля.
      • Потенциометр — это прибор, который измеряет неизвестное напряжение путем противодействия известному напряжению, не потребляя ток от измеряемого источника напряжения.
      • Мост Уитстона представляет собой электрическую цепь, используемую для измерения неизвестного электрического сопротивления путем уравновешивания двух ветвей мостовой схемы, одна из которых включает неизвестный компонент.

      Ключевые термины

      • шунтирующее сопротивление : небольшое сопротивление R, включенное параллельно гальванометру G для получения амперметра; чем больше измеряемый ток, тем меньше должно быть R; большая часть тока, протекающего через счетчик, шунтируется через резистор R для защиты гальванометра
      • .

      • гальванометр : Аналоговый измерительный прибор, обозначаемый буквой G, который измеряет ток, используя отклонение стрелки, вызванное силой магнитного поля, действующей на проводник с током.
      • нулевые измерения : методы более точного измерения тока и напряжения путем уравновешивания цепи таким образом, чтобы ток не протекал через измерительное устройство
      • потенциометр : прибор, который измеряет напряжение, противопоставляя его точной доле известного напряжения и не потребляя ток от неизвестного источника.
      • Мост Уитстона : Прибор, используемый для измерения неизвестного электрического сопротивления путем уравновешивания двух ветвей мостовой схемы, одна из которых включает неизвестный компонент.

      ЛИЦЕНЗИИ И АВТОРСТВО

      CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖИМОЕ, ​​ПРЕДОСТАВЛЕННОЕ РАНЕЕ

      • Курирование и пересмотр. Предоставлено : Boundless. com. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike

      CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖИМОЕ, ​​КОНКРЕТНОЕ АВТОРСТВО

      • Колледж OpenStax, Колледж физики. 18 сентября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42360/latest/?collection=col11406/1.7 . Лицензия : CC BY: Attribution
      • Вольтметры. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Вольтметры . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
      • Амперметры. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Амперметры . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
      • Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Расположен по адресу : www.boundless.com//physics/definition/galvanometer . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
      • Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Расположен по адресу : www.boundless.com//physics/definition/shunt-resistance . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
      • Колледж OpenStax, Колледж физики. 25 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42360/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
      • Вольтметры и амперметры. Расположен по адресу : http://www. youtube.com/watch?v=z6-c4jLXkMo . Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Copyright . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
      • Колледж OpenStax, Колледж физики. 25 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42360/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
      • Вольтметры. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Вольтметры . Лицензия : CC BY: Attribution
      • Потенциометр (измерительный прибор). Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia. org/wiki/Potentiometer_(measuring_instrument) . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
      • Колледж OpenStax, Колледж физики. 18 сентября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42362/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
      • Мост Уитстона. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Wheatstone_bridge . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
      • потенциометр. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/potentiometer . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
      • Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Расположен по адресу : www.boundless.com//physics/definition/null-measurements . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
      • Мост Уитстона. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/Wheatstone_bridge . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
      • Колледж OpenStax, Колледж физики. 25 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42360/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
      • Вольтметры и амперметры. Расположен по адресу : http://www. youtube.com/watch?v=z6-c4jLXkMo . Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Copyright . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
      • Колледж OpenStax, Колледж физики. 25 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42360/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
      • Вольтметры. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : http://en.Wikipedia.org/wiki/Вольтметры . Лицензия : CC BY: Attribution
      • Колледж OpenStax, Колледж физики. 26 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx. org/content/m42362/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
      • Колледж OpenStax, Колледж физики. 26 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42362/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
      • Колледж OpenStax, Колледж физики. 26 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42362/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution

      Эта страница под названием 20.4: Вольтметры и амперметры распространяется по незаявленной лицензии и была создана, изменена и/или курирована Boundless.


    Опубликовано

    в

    от

    Метки:

    Комментарии

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *