Undskyld for dette enkle spørgsmål, men jeg har problemer med at forstå begrebet hvordan et amperemeter fungerer.
At tage følgende kredsløb som et eksempel:
Når kontakten er lukket, strømmer strøm gennem kredsløbet – dvs. der er en potentiel forskel mellem de to ender af kredsløbet, så elektroner strømmer fra den negative terminal til den positive.
Ammeteret registrerer strømmen, der strømmer gennem den variable modstand.
Mit spørgsmål er: Hvordan kan amperemeteret fortælle, hvor meget strøm der strømmer modstanden? da den er “bag” modstanden?
Og også: Hvorfor og hvordan begrænser en modstand strømmen, der strømmer gennem hele kredsløbet? begrænser det ikke kun den strøm, der flyder forbi og efter modstanden?
Svar
To spørgsmål:
Hvordan kan ammeteret fortælle, hvor meget strøm der strømmer modstanden? da den er “bag” modstanden?
Der er i det mindste adskillige midler til, at strøm kan være målt ved hjælp af forskellige teknologier. De tidlige ammetre brugte galvanometrisk teknologi, hvor en spole i galvanometeret bliver en del af den nuværende vej. Spolen genererer et magnetfelt, og magnetfeltet afbøjer mekanisk på en vinklet måde en permanent magnet, der er fastgjort til en dial pointer. Men i dagens teknologi kan vi mærke magnetfeltet ved hjælp af Hall-sensorer, eller oftere bruger vi en shuntmodstand (modstand med lav modstand), som ikke i høj grad hindrer strømmen, men tillader tilstrækkeligt spændingsfald til at bestemme strømmen ved hjælp af Ohms Law. p>
Hvorfor og hvordan begrænser en modstand strømmen, der strømmer gennem hele kredsløbet? begrænser den ikke kun den strøm, der flyder forbi og efter modstanden?
Først og fremmest “modstande” begrænser “strøm ved at konvertere den elektriske energi, der strømmer gennem modstanden til varmeenergi. For det andet er strømmen, der strømmer ind i en modstand, lig med strømmen, der strømmer ud af modstanden. Selvom der er et spændingsfald over modstanden, er der ikke noget “strømfald”. Ved at droppe spænding over begrænsningsmodstanden i kredsløbet sænker du spændingsfaldet over resten af kredsløbet, så strømmen med den nuværende begrænsende modstand på plads er mindre gennem hele kredsløbet, end hvis du ikke havde modstanden der. En anden måde at tænke på det er, at ved at tilføje modstanden i serie med det eksisterende kredsløb, har du øget den samlede kredsløbsimpedans og ved Ohms lov reduceret strømflowet. $$ I_ {initial} = \ frac {V} {R_ {circ}} $$ $$ I_ {after} = \ frac {V} {R_ {circ} + R_ {limiter}} $$
Svar
Hvorfor og hvordan begrænser en modstand strømmen, der strømmer gennem hele kredsløbet? begrænser det ikke kun den strøm, der flyder forbi og efter modstanden?
For det første er dette et DC-kredsløb (ignorerer kontakten), som er at sige, at kredsløbsspændingerne og -strømmene er konstante med tiden.
Da det er tilfældet, er strømmen gennem amperemeter og modstand ved konservering af elektrisk ladning identisk for, hvis det ikke var tilfældet, ville elektrisk opladning nødvendigvis akkumuleres et eller andet sted mellem eller inden for dem, og dermed ville spændingerne og strømmen ikke være konstant i tiden.
I virkeligheden Kirchhoffs nuværende lov (KCL) er kun en tilnærmelse, der er nøjagtig i lavfrekvensgrænsen. For frekvenser, der er høje nok til, at den fysiske udstrækning af kredsløbselementerne er signifikant sammenlignet med bølgelængden af EM-bølgerne ved sådanne frekvenser, holder “almindelige” kredsløbslovgivninger som KCL ikke.
Svar
Hvordan fungerer et amperemeter i et kredsløb?
Det mest basiske amperemeter er illustreret i det vedhæftede billede. Det er simpelthen en ledning indsat i et elektrisk kredsløb med sine + og – terminaler (som en modstand) og under ledningen er der en kompassnål, der roterer med en vinkel, der afhænger af den elektriske strømintensitet, $ I $, gennem ledningen .
