Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

ROw5SfgNOUPX21

Ćwiczenie 1

Zadanie polega na dopasowaniu do podanych zjawisk fizycznych rodzaju miernika, w którym to zjawisko jest wykorzystane.

Amperomierz elektrodynamiczny, Amperomierz indukcyjny, Amperomierz magnetoelektryczny

Indukowanie prądów wirowych przez zmienne pola magnetyczne
Oddziaływanie magnetyczne dwóch przewodników z prądem
Siła elektrodynamiczna działająca na przewodnik z prądem w stałym polu magnetycznym

R1ScAURpMyCvh1

Ćwiczenie 2

Poniżej znajduje się lista rodzajów amperomierzy oraz rodzajów prądu elektrycznego. Zadanie polega na prawidłowym przyporządkowaniu elementów jednej i drugiej listy. Jeden typ amperomierza może mierzyć różne rodzaje prądów.

Amperomierz indukcyjny, Amperomierz elektrodynamiczny, Amperomierz elektrodynamiczny, Amperomierz magnetoelektryczny, Amperomierz elektrodynamiczny, Amperomierz indukcyjny

Prąd stały
Prąd przemienny (50 Hz)
Prąd szybkozmienny

Ćwiczenie 3

R1H87eFGqrmze

Uczeń stwierdził, że w pracowni fizycznej znajduje się amperomierz (1-10 A), kiloamperomierz (1-10 kA), mikroamperomierz (1-10 μA) i miliamperomierz (1-10 mA). Ile rzędów wielkości wynosi rozpiętość możliwych do zmierzenia wartości natężenia prądu elektrycznego?

Odp.: ............

Od $1 \cdot 1 0^{- 6} A$ do $1 \cdot 1 0^{4} A$

Ćwiczenie 4

R19Dse9g0Xnaj

Ilustracja przedstawia rysunek, na którym zaprezentowano schematycznie bocznikowanie amperomierza magnetoelektrycznego. Na rysunku widoczny jest przewodnik z prądem, w postaci poziomej czarnej linii. Na środku przewodnika widoczny jest opornik o rezystancji wielka litera R z indeksem dolnym wielka litera B, narysowany w postaci poziomego prostokąta o czarnych krawędziach. Przez przewodnik i opornik płynie prąd w prawo, co zaznaczono w postaci czarnych grotów strzałek na przewodniku. Natężenie prądu w przewodniku opisano wielką literą I z indeksem dolnym wielka litera B. Do opornika podłączono równolegle amperomierz. Podłączenie równoległe narysowani w postaci poziomego prostokąta którego dolną krawędź stanowi przewodnik z prądem. Na górnej krawędzi prostokąta widoczny jest symbol amperomierza, w postaci okręgu o czarnej krawędzi z wielką literą A w środku. Rezystancja amperomierza opisana została wielką literą R z indeksem dolnym wielka litera A. Przez ramię obwodu, w którym znajduje się amperomierz płynie prąd o natężeniu Wielka litera I z indeksem dolnym wielka litera A. Do układu wpływa prąd z lewej strony, którego natężenie opisano wielką literą I. Wartość natężenia wielka litera I jest równa sumie natężeń płynących w obu ramionach obwodu. — Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.

RhBZ0nm5kFP2W

Do amperomierza magnetoelektrycznego o zakresie pomiarów do 1 A i oporze wewnętrznym 1 Ω dołączono bocznik o oporze 1/9 Ω tak, jak na rysunku. Jaki jest teraz nowy zakres pomiarów takiego urządzenia?

Odp.: ............ A

Zastosuj I i II prawo Kirchhoffa.

I = I_{A} + I_{B}

I_{B} R_{B} = I_{A} R_{A}

Po przekształceniach i wstawieniu danych otrzymujemy:

I = I_{A} (\frac{R_{A}}{R_{B}} + 1) = 10 A

Ćwiczenie 5

R171oM7CW5MFc

Do badanego obwodu elektrycznego podłączamy szeregowo jeden amperomierz, a następnie obok niego drugi, taki sam, także szeregowo. Które z poniższych stwierdzeń opisują prawidłowo wskazania amperomierzy.

a) Wskazania obu amperomierzy będą takie same. [{#PRAWDA} / {FAŁSZ}]

b) Wskazanie obu amperomierzy będą nieco inne. [{PRAWDA} / {#FAŁSZ}]

c) Wartość odczytana przy podłączeniu jednego amperomierza będzie taka sama, jak wartość odczytana po podłączeniu dwóch. [{PRAWDA} / {#FAŁSZ}]

d) Wartość odczytana przy podłączeniu jednego amperomierza będzie nieco inna, niż wartość odczytana po podłączeniu dwóch. [{#PRAWDA} / {FAŁSZ}]

Ćwiczenie 6

RrErOiOSPaZkG

Ilustracja przedstawia rysunek, na którym przedstawiono schemat działania amperomierza magnetoelektrycznego. Na ilustracji widoczne są dwa magnesy w postaci szarych, pionowych prostokątów, jeden obok drugiego z okrągłą wnęką pomiędzy nimi. Lewy magnes podpisano jako biegun magnetyczny wielka litera N. Prawy magnes podpisano jako biegun magnetyczny wieka litera S. W środku wnęki widoczny jest szary okrągły element do którego przymocowana jest wskazówka w postaci szarego i długiego elementu zwężającego się ku górze. Pole magnetyczne pomiędzy magnesami zaznaczono w postaci czarnych strzałek skierowanych od bieguna wielka litera N do okrągłego elementu we wnęce i od tego elementu do bieguna wielka litera S. Na okrągły element, do którego przymocowana jest wskazówka urządzenia nawinięta cewkę, narysowaną w postaci czerwonej spirali oplatającej ten element. Przewody stanowiące końce cewki wyprowadzone są w dół ilustracji. Na przewodach doprowadzających prąd do cewki zaznaczono kierunek przepływu ładunków w postaci czerwonych grotów strzałek. Do punktu mocowania wskazówki przymocowano sprężynę, która ma za zadanie przesunięcie wskazówki do położenia początkowego, czyli wychylenia w lewo po ostaniu przepływu prądu. Sprężynę narysowano w postaci zielonej spirali wokół punktu mocowania wskazówki. Wskazówka skierowana jest na skalę widoczną w górnej części ilustracji i narysowanej w postaci wygiętego w górę łuku, na którym zaznaczono pionowymi i krótkimi odcinkami symboliczne jednostki. — Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.

R1DwBwVbdSmUs

W galwanometrze (rysunek), magnesy trwałe skonstruowane są tak, by pole magnetyczne było radialne, czyli zawsze prostopadłe do przewodników z prądem, bez względu na obrót cewki. Czy przyrząd mógłby działać, gdyby pole magnetyczne było jednorodne?

Tak, urządzenie działałoby bez zmian.
Tak, ale skala nie byłaby w nim liniowa.
Nie, siła w ogóle nie działaby na przewodnik z prądem.
Nie, bo skala byłaby nieliniowa.

Warto wykonać rysunek takiego urządzenia i wykorzystać wzór na wartość siły elektrodynamicznej:

F = I \cdot l \cdot B sin α

w którym $α$ to kąt między przewodnikiem a polem magnetycznym.

Wartość siły wychylającej wskazówkę miernika zależałaby od kąta $α$ między przewodnikiem a liniami pola magnetycznego, wg wzoru:

F = I \cdot l \cdot B sin α

Skala miernika byłaby nieliniowa, ale to nie jest przeszkoda, by odczytać wartość natężenia prądu. Trzeba tylko odpowiednio wyskalować takie urządzenie.

Ćwiczenie 7

ReH46uD373Ra0

Jeden z uczniów zmierzył natężenie prądu przepływającego przez opornik o oporze $R_{B} = 9$ i uzyskał wartość $I_{1} = 1$ . Drugi uczeń pomylił się i do identycznego obwodu podłączył amperomierz równolegle do tego opornika, zamiast szeregowo. Jakie wskazanie miernika uzyskał drugi uczeń? Opór wewnętrzny amperomierza wynosi $R_{A} = 1$ .

Odp.: ............ A

Na podstawie pomiaru pierwszego ucznia, możemy obliczyć, że napięcie, do którego podłączono mierzony układ wynosi:

U = I_{1} (R_{A} + R_{B})

Drugi uczeń podłączył zarówno badany opornik jak i amperomierz do tego samego napięcia (utworzył połączenie równoległe do napięcia $U$ ), a więc:

U = I_{A} \cdot R_{A}

gdzie $I_{A}$ jest szukaną wartością prądu przepływającego przez amperomierz w drugim przypadku.

Po obliczeniach mamy więc:

I_{A} = I_{1} (\frac{R_{A} + R_{B}}{R_{A}}) = 10 A

Należy uważać, by nie dochodziło do takich pomyłek. Natężenie prądu płynącego przez amperomierz może mieć wtedy zbyt dużą wartość i doprowadzić do zniszczenia urządzenia oraz zwarcia w obwodzie.

Ćwiczenie 8

RwjvF7VCINTgh

Który z poniższych mierników jest najlepszym urządzeniem do pomiaru natężenia prądu indukowanego w prostoliniowym przewodniku umieszczonym w polu magnetycznym?

amperomierz elektrodynamiczny
amperomierz indukcyjny
amperomierz magnetoelektryczny

Film samouczek

Dla nauczyciela