Części i materiały
- 6-woltowy akumulator
- 6-woltowa żarówka
Zakłada się, że od teraz dostępne będą również podstawowe elementy konstrukcji obwodu, takie jak płytka prototypowa, listwa zaciskowa i przewody połączeniowe, pozostawiając tylko komponenty i materiały unikatowe dla projektu wymienionego w sekcji „Części i materiały” .
Dodatkowe informacje
Lekcje w obwodach elektrycznych, tom 1, rozdział 1: „Podstawowe pojęcia energii elektrycznej”
Lekcje w obwodach elektrycznych, tom 1, rozdział 8: „Obwody pomiarowe prądu stałego”
Cele nauczania dotyczące wykorzystania amperomierza
- Jak mierzyć prąd za pomocą multimetru
- Jak sprawdzić wewnętrzny bezpiecznik multimetru
- Wybór odpowiedniego zakresu miernika
Schemat amperomierza
Ilustracja amperomierza
Instrukcje dotyczące eksperymentu
Prąd jest miarą szybkości „przepływu” elektronów w obwodzie. Jest mierzony w amperach, zwanych po prostu „Amperami” (A).
Najczęstszym sposobem pomiaru prądu w obwodzie jest przerwanie obwodu i wstawienie „amperomierza” do szeregowo (w linii) z obwodem, tak że wszystkie elektrony przepływające przez obwód również muszą przejść przez miernik.
Ponieważ pomiar prądu w ten sposób wymaga włączenia miernika do obwodu, jest to trudniejszy rodzaj pomiaru niż napięcie lub rezystancja.
Niektóre mierniki cyfrowe, takie jak urządzenie pokazane na ilustracji, mają oddzielne gniazdo do podłączenia czerwonej wtyczki przewodu testowego podczas pomiaru prądu.
Inne mierniki, jak większość niedrogich mierników analogowych, używają tych samych gniazd do pomiaru napięcia, rezystancji i prądu.
Aby uzyskać szczegółowe informacje na temat pomiaru, zapoznaj się z instrukcją obsługi konkretnego modelu miernika, który posiadasz. prąd.
Gdy amperomierz jest połączony szeregowo z obwodem, w idealnym przypadku nie obniża napięcia, gdy przepływa przez niego prąd.
W innych przypadkach ds, działa bardzo podobnie do kawałka drutu, z bardzo małą rezystancją między jedną sondą a drugą.
W konsekwencji amperomierz będzie działał jak zwarcie, jeśli zostanie umieszczony równolegle (w poprzek końcówek ) znaczne źródło napięcia. Jeśli tak się stanie, nastąpi nagły wzrost prądu, który może spowodować uszkodzenie miernika:
Użycie bezpiecznika w obwodzie
Amperomierze są na ogół chronione przed nadmiernym prądem za pomocą małego bezpiecznika umieszczonego wewnątrz obudowy miernika.
Jeśli amperomierz zostanie przypadkowo podłączony do źródła o znacznym napięciu, powstały skok prądu „przepali” bezpiecznik i sprawi, że miernik nie będzie w stanie mierzyć prądu, dopóki bezpiecznik nie zostanie wymieniony.
Zachowaj ostrożność, aby uniknąć takiego scenariusza! Możesz sprawdzić stan bezpiecznika multimetru, przełączając go na rezystancję tryb i ciągłość pomiaru przez przewody pomiarowe (i przez bezpiecznik).
W mierniku, w którym te same gniazda przewodów testowych są używane do pomiaru rezystancji i prądu, po prostu zostaw wtyki przewodów testowych na miejscu i zetknij ze sobą dwie sondy.
W mierniku, w którym używane są różne gniazda, w ten sposób wkładasz wtyczki przewodu testowego, aby sprawdzić bezpiecznik:
Zbuduj obwód z jedną baterią i jedną lampą, używając przewodów połączeniowych do podłączenia akumulatora do lampy i sprawdź, czy lampka zapala się przed podłączeniem miernika szeregowo.
Następnie przerwij obwód otwarty w dowolnym miejscu i podłącz sondy miernika do dwóch punktów przerwy w celu pomiaru prądu.
Jak zwykle, jeśli twój miernik ma ręczny zakres, zacznij od wybrania najwyższego zakresu dla prądu, a następnie przesuń przełącznik wyboru w dolne pozycje zakresu, aż najsilniejsze wskazanie zostanie uzyskane na wyświetlaczu miernika bez przekraczania zakresu to. Jeśli wskazanie miernika jest „do tyłu” (ruch w lewo na igle analogowej lub ujemny odczyt na wyświetlaczu cyfrowym), odwróć połączenia sondy testowej i spróbuj ponownie.
Gdy amperomierz wskazuje normalny odczyt ( nie „do tyłu”), elektrony wchodzą do czarnego przewodu pomiarowego i wychodzą z czerwonego.
W ten sposób określasz kierunek prądu za pomocą miernika.
Dla baterii 6-woltowej i małą lampkę, prąd obwodu będzie mieścić się w zakresie tysięcznych ampera lub miliamperów.
Cyfrowe mierniki często pokazują małą literę „m” po prawej stronie wyświetlacza, aby wskazać ten prefiks metryczny.
Spróbuj przerwać obwód w innym miejscu i zamiast tego włożyć tam miernik. Co zauważasz w mierzonej ilości prądu? Jak myślisz, dlaczego tak jest?
Przebuduj obwód na płytce prototypowej w następujący sposób:
Podłączanie amperomierza do płytki prototypowej Obwód: porady i wskazówki
Uczniowie często są zdezorientowani podczas podłączania amperomierza do obwodu płytki prototypowej.
W jaki sposób można podłączyć miernik, aby przechwycić cały prąd obwodu i nie tworzyć zwarcie? Jedną z prostych metod gwarantujących sukces jest:
- Określ, przez który przewód lub zacisk komponentu chcesz zmierzyć prąd.
- Wyciągnij ten przewód lub końcówkę z otworu płytki prototypowej. Pozostaw to zawieszone w powietrzu.
- Włóż zapasowy kawałek przewodu do otworu, z którego właśnie wyciągnąłeś drugi przewód lub końcówkę. Pozostaw drugi koniec tego drutu wiszący w powietrzu.
- Podłącz amperomierz między dwoma niepołączonymi końcami przewodów (dwoma, które wisiały w powietrzu). Teraz masz pewność pomiaru prądu płynącego przez wstępnie zidentyfikowany przewód lub zacisk.
Ponownie zmierz prąd różne przewody w tym obwodzie, zgodnie z tą samą procedurą podłączania opisaną powyżej.
Co zauważyłeś w tych pomiarach prądu? Wyniki w obwodzie płytki prototypowej powinny być takie same, jak wyniki w obwodzie swobodnym (bez płytki stykowej).
Wyniki eksperymentu
Budowanie tego samego obwodu na listwie zaciskowej powinno również dają podobne wyniki:
Bieżąca wartość 24,70 miliamperów (24,70 mA) pokazana na ilustracjach to liczba arbitralna, rozsądna dla małej żarówki.
Jeśli prąd w twoim obwodzie ma inną wartość, jest to w porządku, o ile lampa działa, gdy miernik jest podłączony.
Jeśli lampa nie świeci się, gdy miernik jest podłączony do obwodu, a miernik rejestruje znacznie większy odczyt, prawdopodobnie masz stan zwarcia w mierniku.
Jeśli lampa nie zapala się, gdy miernik jest podłączony w obwodzie, a miernik rejestruje prąd zerowy, prawdopodobnie przepaliłeś bezpiecznik wewnątrz miernika.
Sprawdź stan bezpiecznika swojego licznika jak opisano wcześniej w tym rozdziale ni, w razie potrzeby, wymień bezpiecznik.