Video: Mäta spänning och ström - enkelt kopplingsschema 2024
Du kan använda din multimeter för att mäta spänningen över batteriet, motståndet och LED-lampan i en krets. Observera att anslutningspunkterna mellan komponenterna är desamma om du byggt kretsen med hjälp av ett brödbräda eller alligatorklipp.
Den röda ledningen på din multimeter bör vara högre än den svarta ledningen, var försiktig så att sondarna orienteras enligt beskrivningen. Ställ in din multimeter för att mäta likspänning och gör dig redo att ta några mätningar!
Mät först spänningen till batteriet med batteripaketet. Anslut den positiva (röda) multimeterns ledning till den punkt där den positiva (röda ledningen) sidan av batteriet är ansluten till motståndet och den negativa (svarta) multimetern leder till den punkt där den negativa (svarta ledningen) sidan av batteriet pack ansluts till LED. Se följande bild. Får du en spänningsavläsning som ligger nära den nominella matningsspänningen på 6 V? (Nya batterier kan leverera mer än 6 V, gamla batterier levererar vanligtvis mindre än 6 V.)
Mät därefter spänningen över motståndet. Anslut den positiva (röda) multimeterns ledning till den punkt där motståndet ansluts till batteriets positiva sida och den negativa (svarta) multimetern leder till motståndets andra sida. Se följande bild. Din spänningsavläsning borde vara nära den som visas på multimetern i figuren.
Mät spänningen över LED-enheten. Placera den röda multimeterns ledning till den punkt där LED-lampan ansluts till motståndet och den svarta multimetern leder till den punkt där LED-lampan ansluts till batteripackens negativa sida. Se följande bild. Var din spänningsläsning nära den i figuren?
Mätningarna visar att batteriet i denna krets levererar 6,4 volt och att 4,7 volt sänks över motståndet och 1. 7 volt sänks över LED. Det är inte en slump att summan av spänningen sjunker över motståndet och lysdioden är lika med spänningen som följer med batteripaketet:
4. 7 V + 1. 7 V = 6. 4 V
Ett givande förhållande pågår i denna krets: Spänning är det tryck som batteriet ger för att strömmen går och energi från det här trycket absorberas när strömmen rör sig genom motståndet och lysdioden. När strömmen strömmar genom motståndet och lysdioden faller spänningen över var och en av dessa komponenter.Motståndet och lysdioden använder upp energin som levereras av kraften (spänning) som skjuter strömmen genom dem.
Du kan omordna föregående spänningsekvation för att visa att motståndet och lysdioden släpper spänningen när de använder den energi som batteriet levererar:
64 V - 4. 7 V - 1. 7 V = 0 < När du
släpper spänning över ett motstånd, en LED eller en annan komponent är spänningen mer positiv vid den punkt där strömmen går in i komponenten än den är vid den punkt där strömmen lämnar komponenten. Spänning är en relativ mätning eftersom det är den kraft som uppstår genom en skillnad i laddning från en punkt till en annan. Spänningen som matas av ett batteri representerar skillnaden i laddning från den positiva terminalen till den negativa terminalen, och den här laddningsskillnaden har potential att röra ström via en krets; kretsen absorberar i sin tur den energi som alstras av den kraften som strömmen flyter, vilket släpper spänningen. Inte undra på spänning kallas ibland
spänningsfall, potentiell skillnad, eller potentiell droppe. Det viktiga att notera här är att när du reser runt en DC-krets, får du spänning från batteriets negativa terminal till den positiva terminalen (det är känt som en
spänningsökning ) och du förlorar eller släpper spänning när du fortsätter i samma riktning över kretskomponenterna. (Se följande bild.) När du kommer tillbaka till batteriets negativa terminal har all batterispänning gått ner och du är tillbaka till 0 volt. Spänningen som matas av batteriet faller över motståndet och LED.
någon -punkt i kretsen, och lägger till spänningsuppgångar och droppar som går runt kretsen, får du noll volt. Med andra ord, nettosumman av spänningen stiger och faller i spänning kring en krets är noll. (Denna regel kallas Kirchhoff ' s Spänningsrätt. Kirchhoff uttalas "gång-hosta.") Tänk på att dessa spänningsfall har en fysisk betydelse. Den elektriska energi som laddas av batteriet absorberas av motståndet och lysdioden. Batteriet fortsätter att leverera elenergi, och motståndet och lysdioden fortsätter att absorbera den energin tills batteriet dör (springer ur energi). Det händer när alla kemikalier i batteriet har konsumeras i de kemiska reaktionerna som gav de positiva och negativa laddningarna. I själva verket har all kemisk energi som matas av batteriet omvandlats till elektrisk energi - och absorberas av kretsen.
En av fysikkens grundläggande lagar är att energi inte kan skapas eller förstöras. Det kan bara ändra formuläret. Du bevittnar denna lag i åtgärd med den enkla batteridriven LED-kretsen: Kemisk energi omvandlas till elektrisk energi, som omvandlas till värme och ljusenergi, vilket - ja, du får tanken.
