Passeggiata col voltmetro: la tensione tra due punti

Un gioco di simulazione educativo. Un circuito diventa un paesaggio: le pile sono rampe in salita, i resistori e le lampadine rampe in discesa, e i fili restano in piano. Metti il puntale rosso e quello nero su due punti e prevedi che cosa segna il voltmetro.

TensioneUsare un voltmetro

PASSEGGIATA COL VOLTMETRO

Puntali invertiti

Pronto
Attiva JavaScript per portare i puntali lungo il circuito. Le istruzioni e l'esempio svolto restano leggibili.
Corrente IElettroni (−), nel verso oppostoPuntale rosso; il puntale nero è scuroLa tua previsione
Leggere un voltmetroV = V_red − V_black

Tempo

0.00 s

t

Lettura del voltmetro

— V

V_red − V_black

Potenziale al puntale rosso

— V

V_red

Potenziale al puntale nero

— V

V_black

Corrente

— A

I

Prevedi prima di avviare

Scrivi la tua previsione per preparare la prova. Avvia resta disattivato finché non c'è una risposta.

Prevedi che cosa segna il voltmetro.

Punteggio della missione—

Ogni risposta deve essere entro il 2 % (entro 0,05 V per una lettura di 0): ognuna vale 100 punti. Indovinare alla prima prova aggiunge 50. Una prova conta appena inizia.

✓ Risposta giusta① Al primo colpo

Come giocare a Passeggiata col voltmetro

  1. Scegli una prova e leggi sulla scheda il circuito e dove vanno i puntali.
  2. Segui il potenziale lungo il circuito: sale nelle pile, scende di I·R nei resistori, resta in piano lungo i fili.
  3. Scrivi la tua previsione e premi Avvia. I puntali camminano fino ai loro punti e lo strumento segna rosso meno nero.
  4. Confronta la lettura e il paesaggio con la tua previsione arancione.

La tensione è tra due punti

Ogni punto di un circuito ha un potenziale, e una tensione è sempre la differenza tra due di essi. Per questo un voltmetro ha due puntali: segna il potenziale al puntale rosso meno il potenziale al puntale nero, V = V_red − V_black, quindi invertire i puntali cambia il segno. Percorrere un circuito è come camminare in un paesaggio: una pila è una rampa che ti alza della sua tensione, ogni resistore o lampadina è una rampa che scende di I·R, e un filo è terreno piano, perché non ha resistenza. Comunque tu cammini, torni al punto di partenza, quindi salite e discese si compensano. Un interruttore aperto ferma la corrente; senza corrente la lampadina non fa scendere nulla, quindi tutta la tensione della pila compare ai capi dell'interruzione. Pile collegate + con + spingono una contro l'altra, e la più piccola toglie la sua tensione alla più grande.

Un modello di apprendimento mirato

Le pile, i fili e il voltmetro sono ideali: le pile mantengono la loro tensione con qualsiasi corrente, i fili non hanno resistenza e lo strumento non assorbe corrente, quindi misurare non cambia nulla. I resistori e la lampadina sono resistenze fisse, e la corrente è subito costante. Il potenziale è 0 V al polo − della batteria; sale in ogni pila, scende di I·R in ogni resistore, e un interruttore aperto prende ciò che resta. I puntali camminano fino ai loro punti in 2 s e lo strumento segna appena toccano entrambi. I punti degli elettroni si muovono a una velocità che segue la corrente, non alla vera velocità di deriva. Le risposte entro il 2 % sono giuste; una lettura di 0 deve essere entro 0,05 V.

Cambiando lingua mantieni prova, previsione, tentativi e svolgimento.