Voltmeterpromenad: spänning mellan två punkter

Ett pedagogiskt simuleringsspel. En krets blir ett landskap: batterier är backar uppåt, resistorer och lampor backar nedåt, och ledningar förblir plana. Sätt den röda och den svarta mätspetsen på två punkter och förutsäg vad voltmetern visar.

SpänningAtt använda en voltmeter

VOLTMETERPROMENAD

Mätspetsarna åt fel håll

Redo
Aktivera JavaScript för att gå med mätspetsarna runt kretsen. Instruktionerna och det lösta exemplet går fortfarande att läsa.
Ström IElektroner (−), åt andra hålletRöd mätspets; den svarta mätspetsen är mörkDin förutsägelse
Att läsa av en voltmeterV = V_red − V_black

Tid

0.00 s

t

Voltmeterns avläsning

— V

V_red − V_black

Potential vid den röda mätspetsen

— V

V_red

Potential vid den svarta mätspetsen

— V

V_black

Ström

— A

I

Förutsäg innan du startar

Skriv din förutsägelse för att förbereda försöket. Starta är avstängd tills det finns ett svar.

Förutsäg vad voltmetern visar.

Uppdragspoäng—

Varje svar måste ligga inom 2 % (inom 0,05 V för en avläsning på 0): vart och ett ger 100 poäng. Rätt på första försöket ger 50 extra. Ett försök räknas så snart det startar.

✓ Rätt svar① Första försöket

Så spelar du Voltmeterpromenad

  1. Välj ett test och läs på kortet hur kretsen ser ut och var mätspetsarna ska sitta.
  2. Följ potentialen runt kretsen: uppåt genom batterier, I·R nedåt genom resistorer, plant längs ledningar.
  3. Skriv din förutsägelse och tryck på Starta. Mätspetsarna går till sina punkter och mätaren visar röd minus svart.
  4. Jämför avläsningen och landskapet med din orange förutsägelse.

Spänning finns mellan två punkter

Varje punkt i en krets har en potential, och en spänning är alltid skillnaden mellan två av dem. Därför har en voltmeter två mätspetsar: den visar potentialen vid den röda mätspetsen minus potentialen vid den svarta, V = V_red − V_black, så byter du mätspetsar byter tecknet. Att gå runt en krets är som att vandra i ett landskap: ett batteri är en backe som lyfter dig med sin spänning, varje resistor eller lampa är en backe nedåt med I·R, och en ledning är plan mark, eftersom den saknar resistans. Hur du än går kommer du tillbaka dit du började, så uppförs- och nedförsbackarna tar ut varandra. En öppen strömbrytare stoppar strömmen; utan ström faller ingenting över lampan, så batteriets hela spänning ligger över glappet. Batterier kopplade plus mot plus knuffar mot varandra, och det mindre tar bort sin spänning från det större.

En avgränsad inlärningsmodell

Batterier, ledningar och voltmetern är ideala: batterierna håller sin spänning vid varje ström, ledningarna saknar resistans och mätaren tar ingen ström, så mätningen ändrar ingenting. Resistorerna och lampan är fasta resistanser, och strömmen är genast konstant. Potentialen är 0 V vid batteriets minuspol; den stiger i varje batteri, faller med I·R i varje resistor, och en öppen strömbrytare tar det som blir över. Mätspetsarna går till sina punkter under 2 s och mätaren visar så snart båda nuddar. Elektronprickarna rör sig med en fart som följer strömmen, inte med den verkliga driftfarten. Svar inom 2 % är rätt; en avläsning på 0 måste ligga inom 0,05 V.

Om du byter språk behålls försöket, förutsägelsen, antalet försök och körningen.