Номер 51.17, страница 184 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Глава 7. Электрические явления. Параграф 51. Сила тока. Напряжение. Сопротивление - номер 51.17, страница 184.

Условие.

51.17 [н] С какой целью амперметры изготавливают с малым сопротивлением, а вольтметры — с большим?

Решение.

Решение 4.

Решение 7.

Амперметр
Амперметр — это прибор для измерения силы тока в электрической цепи. Чтобы измерить силу тока, протекающего через какой-либо элемент, амперметр необходимо включить в цепь последовательно с этим элементом. Это означает, что весь измеряемый ток должен пройти через амперметр.
Любой реальный прибор обладает собственным внутренним сопротивлением. При включении амперметра с сопротивлением $R_A$ в цепь с исходным сопротивлением $R_{цепи}$, общее сопротивление цепи увеличивается и становится равным $R_{общ} = R_{цепи} + R_A$. Согласно закону Ома для полной цепи, сила тока $I = \mathcal{E} / (R_{общ} + r)$, где $\mathcal{E}$ — ЭДС источника, а $r$ — его внутреннее сопротивление. Увеличение общего сопротивления цепи приведет к уменьшению силы тока. Таким образом, амперметр, обладающий значительным сопротивлением, будет искажать показания, занижая реальное значение силы тока.
Чтобы влияние амперметра на цепь было минимальным и измеряемое значение максимально соответствовало истинному, его внутреннее сопротивление $R_A$ должно быть как можно меньше. В идеальном амперметре сопротивление считается равным нулю ($R_A \to 0$).

Вольтметр
Вольтметр — это прибор для измерения разности потенциалов (напряжения) между двумя точками цепи. Для этого вольтметр подключается параллельно тому участку цепи, на котором измеряется напряжение.
При параллельном подключении вольтметр создает дополнительную ветвь, через которую может протекать электрический ток. Ток, подходящий к узлу, разветвляется: часть тока продолжает течь через исследуемый участок цепи, а другая часть — через вольтметр. Если внутреннее сопротивление вольтметра $R_V$ будет низким, то через него потечет значительный ток $I_V$. Это приведет к изменению общего сопротивления параллельного участка и, как следствие, к перераспределению токов и напряжений во всей цепи. В результате измеренное вольтметром напряжение будет отличаться от напряжения, которое было на этом участке до подключения прибора.
Чтобы вольтметр оказывал минимальное влияние на цепь, ток, протекающий через него, должен быть пренебрежимо мал. Это достигается за счет очень большого внутреннего сопротивления вольтметра $R_V$. В идеальном вольтметре сопротивление считается бесконечно большим ($R_V \to \infty$).

Ответ: Амперметры изготавливают с малым сопротивлением, чтобы при их последовательном включении в цепь они не оказывали существенного влияния на общее сопротивление цепи и, следовательно, на измеряемую силу тока. Вольтметры изготавливают с большим сопротивлением, чтобы при их параллельном подключении к участку цепи через них протекал очень малый ток, и они не изменяли измеряемое напряжение на этом участке.