Jak určit napětí zobrazené voltmetrem

Pro charakterizaci elektrického proudu v obvodu již máme dvě fyzikální veličiny: proud ($I$) a napětí ($U$).

K měření proudu používáme ampérmetr. To znamená, že existuje zařízení na měření elektrického napětí.

Jak se nazývá zařízení pro měření napětí? To se nazývá voltmetr.
V této lekci se podíváme na jeho aplikaci, pravidla pro připojení k elektrickému obvodu a jeho další vlastnosti.

Voltmetr

Voltmetr je zařízení pro měření napětí na pólech zdroje proudu nebo na jiné části obvodu.

Voltmetry jsou vzhledově velmi podobné ampérmetrům. Jak je tedy rozlišit? Pokud je na stupnici ampérmetru uvedeno písmeno $A$, pak bude na stupnici voltmetru určitě písmeno $V$.

Voltmetry existují v různých typech. Záleží na jejich účelu. Nejčastěji se setkáte s popř demonstrace voltmetr (obrázek 1, a) popř laboratoř (Obrázek 1, b).

Jak už z názvů přístrojů tušíte, k předvádění pokusů slouží demonstrační voltmetr a laboratorní voltmetr využijete při provádění laboratorních prací.

Na stupnici každého voltmetru je nejvyšší (maximální) hodnota napětí, kterou je schopen změřit. Překročení tohoto limitu může vést k selhání zařízení.

Voltmetr v elektrickém obvodu

Voltmetr je připojen k určité části elektrického obvodu, kde je potřeba měřit napětí.

Vezměte prosím na vědomí, že pokud ampérmetr zapojený do série do elektrického obvodu bude ukazovat stejnou hodnotu proudu ve všech částech obvodu, pak s voltmetrem máme úplně jiný příběh. Je určen k měření napětí zap určitý úsek řetězce.

Pro označení schémat elektrického obvodu má voltmetr svůj vlastní symbol (obrázek 2). Vypadá jako kruh s písmenem $V$ uprostřed.

Pravidla pro připojení voltmetru k elektrickému obvodu

• Svorky voltmetru musí být připojeny k těm bodům v obvodu, mezi kterými musí být měřeno napětí. Toto spojení se nazývá paralelní (obrázek 3).

Více o funkcích paralelní připojení zařízení, ve kterých se budete učit následující lekce.

• Na jedné ze svorek voltmetru je nápis „+” Vodič připojený k této svorce musí být připojen k vodiči vycházejícímu z kladný pól zdroj proudu (obrázek 4). Pokud zařízení připojíte nesprávně, ručička voltmetru se jednoduše začne odchylovat v opačném směru.

Měření napětí voltmetrem v elektrickém spotřebiči

Pomocí výše uvedených pravidel zkusme změřit napětí prostřednictvím praktických zkušeností.

Řekněme, že je třeba měřit pomocí elektrické lampy. Sestavme elektrický obvod skládající se z klíče, elektrické lampy a zdroje proudu. Pojďme se spojit důsledně ampérmetr v tomto obvodu. Připojíme voltmetr paralelní ke svorkám lampy (obrázek 5).

Schéma takového elektrického obvodu bude vypadat takto (obrázek 6).

Vezměte prosím na vědomí, že zde používáme ampérmetr k měření proudu v elektrické lampě. Jeho napětí měříme voltmetrem.

Ampérmetr je zapojen sériově a voltmetr paralelně.

Jaká by měla být síla proudu procházejícího voltmetrem v porovnání s proudem v obvodu? Liší se od síly proudu v celém obvodu?

Ano, je to jiné. Voltmetr je navržen tak, aby jím procházející proud byl extrémně malý ve srovnání s proudem v samotném elektrickém obvodu. To eliminuje změny napětí mezi body, ke kterým je voltmetr připojen. To také pomáhá získat přesnější hodnoty napětí.

Měření napětí voltmetrem na pólech zdroje proudu

Jak použít voltmetr k měření napětí na pólech zdroje proudu?

Abychom zjistili napětí na pólech zdroje proudu, můžeme k němu přímo připojit voltmetr (obrázek 7). Při připojování dbejte na polaritu! K takovému obvodu nelze připojit ampérmetr.

To je zajímavé: voltametr

Cvičení č. 2

Určete hodnotu dílku stupnice voltmetru zobrazeného na obrázku 5. Jaké napětí ukazuje?

Stupnice voltmetru na obrázku 5 je totožná se stupnicí voltmetru na obrázku 1, a. Cenu jeho rozdělení jsme určili již v předchozím cvičení. Divizní cena tohoto voltmetru je $1.5 space V$.

Na obrázku 5 ukazuje voltmetr hodnotu napětí rovnou $1.5 mezera V$.

Cvičení č. 3

Nakreslete schéma obvodu složeného z baterie, žárovky, spínače, ampérmetru a voltmetru pro případ, kdy voltmetr měří napětí na pólech zdroje proudu.

Schéma takového obvodu je znázorněno na obrázku 9. Upozorňujeme, že ampérmetr je v obvodu zapojen sériově a voltmetr je zapojen paralelně.