Przepraszamy za to proste pytanie, ale mam problem ze zrozumieniem, jak działa amperomierz.
Biorąc pod uwagę następujący obwód jako przykład:
Gdy przełącznik jest zamknięty, przez obwód płynie prąd – tj. istnieje różnica potencjałów między z dwóch końców obwodu, więc elektrony przepływają z bieguna ujemnego do dodatniego.
Amperomierz rejestruje prąd przepływający przez rezystor zmienny.
Moje pytanie brzmi: W jaki sposób amperomierz może określić, ile prądu przepływa przez rezystor? skoro znajduje się on „za” rezystorem?
A także: Dlaczego i w jaki sposób rezystor ogranicza prąd przepływający przez cały obwód? czy nie ogranicza tylko prądu płynącego za i za rezystorem?
Odpowiedź
Dwa pytania:
Jak czy amperomierz może określić, ile prądu przepływa przez rezystor? ponieważ znajduje się on „za” rezystorem?
Istnieje co najmniej kilka oznaczeń, że prąd może być mierzone przy użyciu różnych technologii. Wczesne amperomierze wykorzystywały technologię galwanometryczną, w której cewka w galwanometrze staje się częścią ścieżki prądu. Cewka wytwarza pole magnetyczne, które mechanicznie odchyla kątowo magnes trwały przymocowany do wskazówki zegarowej. Ale w dzisiejszej technologii możemy wykryć pole magnetyczne za pomocą czujników Halla lub częściej używamy rezystora bocznikowego (rezystora o niskiej rezystancji), który nie utrudnia znacznie prądu, ale pozwala na wystarczający spadek napięcia, aby określić prąd przy użyciu prawa Ohma.
Dlaczego i w jaki sposób rezystor ogranicza prąd przepływający przez cały obwód? czy nie ogranicza on tylko prądu przepływającego obok i za rezystorem?
Przede wszystkim rezystory „ograniczają” prąd, przekształcając energię elektryczną przepływającą przez rezystor w energię cieplną. Po drugie prąd wpływający do rezystora jest równy prądowi wypływającemu z rezystora. Chociaż na rezystorze występuje spadek napięcia, nie ma „spadku prądu”. Obniżając napięcie na rezystorze ograniczającym w obwodzie, zmniejszasz spadek napięcia na pozostałej części obwodu, dzięki czemu prąd z rezystorem ograniczającym prąd jest mniejszy w całym obwodzie, niż gdybyś nie miał tam rezystora. Innym sposobem myślenia jest to, że dodając rezystor szeregowo do istniejącego obwodu, zwiększyłeś całkowitą impedancję obwodu i zgodnie z prawem Ohma zmniejszyłeś przepływ prądu. $$ I_ {initial} = \ frac {V} {R_ {circ}} $$ $$ I_ {after} = \ frac {V} {R_ {circ} + R_ {limiter}} $$
Odpowiedź
Dlaczego i w jaki sposób rezystor ogranicza prąd przepływający przez cały obwód? czy nie ogranicza tylko prądu przepływającego obok i za rezystorem?
Po pierwsze, jest to obwód prądu stałego (ignorujący przełącznik), który jest powiedzieć, że napięcia i prądy w obwodzie są stałe w czasie.
Ponieważ tak jest, przez zachowanie ładunku elektrycznego, prąd płynący przez amperomierz i rezystor jest identyczny dla, gdyby tak nie było, ładunek elektryczny koniecznie gromadziłby się gdzieś pomiędzy nimi lub w ich obrębie, a zatem napięcia i natężenie prądu nie byłyby stałe w czasie.
W rzeczywistości Obecne prawo Kirchhoffa (KCL) jest tylko przybliżeniem, które jest dokładne w granicy niskich częstotliwości. W przypadku częstotliwości dostatecznie wysokich, tak że fizyczny zasięg elementów obwodu jest znaczący w porównaniu z długością fali fal elektromagnetycznych przy takich częstotliwościach, nie obowiązują „zwykłe” prawa obwodów, takie jak KCL.
Odpowiedź
Jak działa amperomierz w obwodzie?
Najbardziej podstawowy amperomierz pokazano na załączonym obrazku. Jest to po prostu drut włożony w obwód elektryczny z jego zaciskami + i – (jak rezystor), a pod przewodem znajduje się igła kompasu, która obraca się pod kątem zależnym od natężenia prądu elektrycznego, $ I $, przez przewód .
