Βίντεο: Βασικές ηλεκτρικές μετρήσεις με πολύμετρο 2024
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το πολύμετρο για να μετρήσετε την τάση σε όλη την μπαταρία, την αντίσταση και τη λυχνία LED σε ένα κύκλωμα. Σημειώστε ότι τα σημεία σύνδεσης μεταξύ των εξαρτημάτων είναι τα ίδια ανεξάρτητα από το αν έχετε κατασκευάσει το κύκλωμα χρησιμοποιώντας κλιπ αλίευσης ή αλλιγάτορας.
Ο κόκκινος αγωγός του πολυμέτρου σας πρέπει να είναι σε υψηλότερη τάση από τον μαύρο ηλεκτρόδιο, οπότε φροντίστε να προσανατολίζετε τους αισθητήρες όπως περιγράφεται. Ρυθμίστε το πολύμετρο σας για να μετρήσετε την τάση DC και ετοιμαστείτε να κάνετε ορισμένες μετρήσεις!
Αρχικά, μετρήστε την τάση που παρέχεται στο κύκλωμα από την μπαταρία. Συνδέστε το θετικό (κόκκινο) καλώδιο του πολύμετρου στο σημείο όπου η θετική (κόκκινη γραμμή) πλευρά της μπαταρίας συνδέεται με την αντίσταση και το αρνητικό (μαύρο) πολύμετρο οδηγεί στο σημείο όπου η αρνητική (μαύρη πλευρά) πλευρά της μπαταρίας πακέτο συνδέεται με το LED. Δείτε την παρακάτω εικόνα. Λαμβάνετε μια ένδειξη τάσης που βρίσκεται κοντά στην ονομαστική τάση τροφοδοσίας 6 V; (Οι φρέσκες μπαταρίες μπορεί να τροφοδοτούν περισσότερο από 6 V, οι παλιές μπαταρίες συνήθως παρέχουν λιγότερο από 6 V)
Στη συνέχεια, μετρήστε την τάση κατά μήκος της αντίστασης. Συνδέστε το θετικό (κόκκινο) καλώδιο του πολύμετρου στο σημείο όπου η αντίσταση συνδέεται με τη θετική πλευρά της μπαταρίας και το αρνητικό (μαύρο) πολύμετρο οδηγεί στην άλλη πλευρά της αντίστασης. Δείτε την παρακάτω εικόνα. Η ένδειξη τάσης θα πρέπει να είναι κοντά σε αυτή που εμφανίζεται στο πολυμέτρημα στο σχήμα.
Τέλος, μετρήστε την τάση κατά μήκος της λυχνίας LED. Τοποθετήστε το κόκκινο καλώδιο του πολύμετρου στο σημείο όπου το LED συνδέεται με την αντίσταση και το μαύρο πολύμετρο οδηγεί στο σημείο όπου η LED συνδέεται στην αρνητική πλευρά της μπαταρίας. Δείτε την παρακάτω εικόνα. Ήταν η τάση ανάγνωσής σας κοντά σε αυτή της εικόνας;
Οι μετρήσεις δείχνουν ότι σε αυτό το κύκλωμα η μπαταρία τροφοδοτεί 6. 4 βολτ και ότι 4. 7 βολτ έχουν πέσει πάνω από την αντίσταση και 1. 7 βολτ έχουν πέσει στο LED. Δεν είναι σύμπτωση το γεγονός ότι το άθροισμα της τάσης πέφτει στην αντίσταση και το LED είναι ίσο με την τάση που παρέχεται από την μπαταρία:
4. 7 V + 1. 7 V = 6. 4 V
Σε αυτό το κύκλωμα εκτελείται μια σχέση παράδοσης και λήψης: Η τάση είναι η ώθηση που δίνει η μπαταρία για να κινηθεί το ρεύμα και η ενέργεια από αυτή την ώθηση απορροφάται όταν το ρεύμα μετακινείται μέσω της αντίστασης και της λυχνίας LED. Καθώς το ρεύμα ρέει μέσω της αντίστασης και του LED, η τάση πέφτει σε κάθε ένα από αυτά τα εξαρτήματα.Η αντίσταση και η λυχνία LED καταναλώνουν ενέργεια που τροφοδοτείται από τη δύναμη (τάση) που ωθεί το ρεύμα μέσω αυτών.
Μπορείτε να αναπροσαρμόσετε την προηγούμενη εξίσωση τάσης για να δείξετε ότι η αντίσταση και η λυχνία LED πέφτουν, καθώς καταναλώνουν ενέργεια από την μπαταρία:
64 V - 4. 7 V - 1. 7 V = 0 < Όταν πέσετε
τάση σε μια αντίσταση, μια λυχνία LED ή άλλη συνιστώσα, η τάση είναι πιο θετική στο σημείο όπου το ρεύμα εισέρχεται στο στοιχείο από το σημείο όπου εξέρχεται το ρεύμα από το στοιχείο. Η τάση είναι μια σχετική μέτρηση επειδή είναι η δύναμη που προκύπτει από μια διαφορά φορτίου από το ένα σημείο στο άλλο. Η τάση που παρέχεται από μια μπαταρία αντιπροσωπεύει τη διαφορά φόρτισης από τον θετικό ακροδέκτη στον αρνητικό ακροδέκτη και αυτή η διαφορά στο φορτίο έχει τη δυνατότητα να μετακινεί ρεύμα μέσω ενός κυκλώματος. το κύκλωμα, με τη σειρά του, απορροφά την ενέργεια που παράγεται από αυτή τη δύναμη καθώς ρέει το ρεύμα, το οποίο μειώνει την τάση. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η τάση μερικές φορές ονομάζεται
πτώση τάσης, διαφορά δυναμικού, ή πτώση δυναμικού. Το σημαντικό πράγμα που πρέπει να σημειωθεί εδώ είναι ότι καθώς ταξιδεύετε γύρω από ένα κύκλωμα συνεχούς ρεύματος, κερδίζετε τάση που πηγαίνει από τον αρνητικό πόλο της μπαταρίας στο θετικό τερματικό (που είναι γνωστό ως
αύξηση τάσης ) και χάνετε ή πέφτετε τάση ενώ συνεχίζετε προς την ίδια κατεύθυνση σε όλα τα εξαρτήματα του κυκλώματος. (Δείτε την παρακάτω εικόνα.) Μέχρι να επανέλθετε στον αρνητικό ακροδέκτη της μπαταρίας, έχει πέσει όλη η τάση της μπαταρίας και επιστρέψετε σε 0 βολτ. Η τάση που τροφοδοτείται από την μπαταρία πέφτει στην αντίσταση και στη λυχνία LED.
οποιοδήποτε σημείο στο κύκλωμα και προσθέτετε τις αυξήσεις τάσης και τις σταγόνες που περνούν γύρω από το κύκλωμα, θα έχετε μηδενικά βολτ. Με άλλα λόγια, το καθαρό άθροισμα της τάσης αυξάνει και μειώνεται η τάση γύρω από ένα κύκλωμα είναι μηδέν. (Αυτός ο κανόνας είναι γνωστός ως Kirchhoff ' s Law Voltage. Το Kirchhoff προφέρεται "keer-βήχας.") Λάβετε υπόψη ότι αυτές οι πτώσεις τάσης έχουν φυσικό νόημα. Η ηλεκτρική ενέργεια που παρέχεται από την μπαταρία απορροφάται από την αντίσταση και το LED. Η μπαταρία θα συνεχίσει να τροφοδοτεί ηλεκτρική ενέργεια και η αντίσταση και το LED θα συνεχίσουν να απορροφούν αυτήν την ενέργεια, μέχρι να πεθάνει η μπαταρία (εξαντληθεί η ενέργεια). Αυτό συμβαίνει όταν όλες οι χημικές ουσίες εντός της μπαταρίας έχουν καταναλωθεί στις χημικές αντιδράσεις που προκάλεσαν τις θετικές και αρνητικές επιβαρύνσεις. Στην πραγματικότητα, όλη η χημική ενέργεια που παρέχεται από την μπαταρία έχει μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια και απορροφάται από το κύκλωμα.
Ένας από τους θεμελιώδεις νόμους της φυσικής είναι ότι η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί. μπορεί να αλλάξει μόνο τη μορφή. Βλέπετε αυτόν τον νόμο σε δράση με το απλό κύκλωμα LED με μπαταρία: Η χημική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία μετατρέπεται σε θερμότητα και ενέργεια φωτός, η οποία - καλά, παίρνετε την ιδέα.
