Номер 31, страница 143, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Электростатика и постоянный электрический ток. Глава VIII. Постоянный электрический ток. Параграф 40. Закон Ома для участка цепи - номер 31, страница 143.

Условие.

°31. Почему для измерения силы тока в проводнике амперметр надо подключать к этому проводнику последовательно (рис. 40.8)?

Рис. 40.8

Решение 2.

Амперметр — это прибор, предназначенный для измерения силы тока в электрической цепи. Сила тока определяется как количество электрического заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за единицу времени ($I = \frac{\Delta q}{\Delta t}$).

Чтобы измерить весь ток, протекающий через конкретный проводник, измерительный прибор должен быть включен в цепь таким образом, чтобы весь поток заряженных частиц проходил через него. Такое включение называется последовательным. При последовательном соединении элементы цепи подключаются друг за другом, образуя единый неразветвленный путь для тока. Согласно законам для последовательного соединения, сила тока одинакова во всех участках цепи. Следовательно, включив амперметр последовательно с проводником, мы обеспечиваем, что ток, проходящий через амперметр, будет равен току в проводнике.

Кроме того, амперметр сконструирован так, чтобы иметь очень малое внутреннее сопротивление ($R_A \to 0$). Это делается для того, чтобы его включение в цепь минимально влияло на общее сопротивление цепи и, соответственно, на измеряемую величину тока. Если бы сопротивление амперметра было значительным, он бы сам уменьшал ток в цепи, и его показания были бы неточными.

Если бы амперметр подключили параллельно проводнику, то ток разделился бы между проводником и амперметром. В этом случае прибор показал бы только ту часть тока, которая протекает через него, а не полный ток в проводнике. Более того, из-за своего крайне низкого сопротивления такое подключение вызвало бы короткое замыкание участка цепи, что могло бы привести к повреждению амперметра и/или источника питания.

Ответ: Амперметр подключают последовательно, чтобы через него проходил весь измеряемый ток. При последовательном соединении сила тока во всех элементах цепи, включая проводник и амперметр, одинакова, что позволяет точно измерить силу тока в данном проводнике.