Номер 8, страница 16 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

8. Чем амперметр отличается от вольтметра?

Амперметр и вольтметр — это электрические измерительные приборы, которые, несмотря на внешнее сходство и зачастую общий принцип действия (например, магнитоэлектрический), имеют фундаментальные различия, обусловленные их предназначением.

Ключевые отличия амперметра от вольтметра:

• Измеряемая физическая величина

  Амперметр предназначен для измерения силы тока — величины, характеризующей количество электрического заряда, проходящего через сечение проводника за единицу времени. Единица измерения — ампер (А).

  Вольтметр предназначен для измерения электрического напряжения или разности потенциалов между двумя точками электрической цепи. Напряжение характеризует работу электрического поля по перемещению заряда. Единица измерения — вольт (В).

• Способ включения в электрическую цепь

  Амперметр включается в цепь последовательно, то есть в разрыв цепи. Это необходимо для того, чтобы через него проходил весь измеряемый ток. Если бы он подключался иначе, он бы не смог измерить полный ток на данном участке.

  Вольтметр подключается параллельно к тому элементу или участку цепи, на котором необходимо измерить напряжение. Его клеммы присоединяются к двум точкам, между которыми измеряется разность потенциалов.

• Внутреннее сопротивление

  Амперметр должен обладать очень малым внутренним сопротивлением. В идеальном амперметре сопротивление стремится к нулю ($R_{А} \to 0$). Это нужно, чтобы при его включении в цепь общее сопротивление цепи практически не изменялось, и, как следствие, не изменялась измеряемая сила тока.

  Вольтметр, напротив, должен обладать очень большим внутренним сопротивлением. В идеальном вольтметре сопротивление стремится к бесконечности ($R_{V} \to \infty$). Это необходимо для того, чтобы ток, протекающий через сам вольтметр, был пренебрежимо мал. В противном случае подключение вольтметра изменило бы распределение токов в цепи и, соответственно, измеряемое напряжение.

• Последствия неправильного подключения

  Подключение амперметра параллельно нагрузке равносильно короткому замыканию этого участка цепи из-за его крайне низкого сопротивления. Это приводит к резкому возрастанию тока, что может повредить источник питания и сжечь сам амперметр.

  Включение вольтметра в цепь последовательно приведет к тому, что его огромное сопротивление будет добавлено к общему сопротивлению цепи. В результате ток в цепи упадет почти до нуля, и цепь окажется практически разомкнутой. Электрическая схема перестанет работать, а вольтметр покажет напряжение, близкое к напряжению источника питания.

Ответ: Амперметр отличается от вольтметра тремя основными параметрами: 1) измеряемой величиной (амперметр измеряет силу тока, вольтметр — напряжение); 2) способом подключения к цепи (амперметр — последовательно, вольтметр — параллельно); 3) величиной внутреннего сопротивления (у амперметра оно очень малое, у вольтметра — очень большое).