Номер 4, страница 57, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 17. Сила тока и напряжение - номер 4, страница 57.

Условие.

4. Почему для измерения силы тока в проводнике амперметр соединяют с этим проводником последовательно?

Решение.

4. Амперметр предназначен для измерения силы тока, которая представляет собой упорядоченное движение заряженных частиц. Физически сила тока определяется как количество заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за единицу времени ($I = \frac{\Delta q}{\Delta t}$). Чтобы измерить весь ток, протекающий через определенный участок цепи (проводник), необходимо, чтобы весь этот поток заряда прошел непосредственно через измерительный прибор.

Этого можно достичь, только включив амперметр в разрыв цепи, то есть соединив его последовательно с тем элементом, ток в котором измеряется. Согласно законам для последовательного соединения, сила тока одинакова на всех его участках. Таким образом, ток, проходящий через амперметр, будет равен току, проходящему через проводник, и прибор покажет правильное значение.

Важным свойством идеального амперметра является нулевое внутреннее сопротивление ($R_A = 0$). В реальных приборах это сопротивление очень мало ($R_A \to 0$). Это необходимо для того, чтобы его включение в цепь минимально влияло на общее сопротивление цепи и, следовательно, на измеряемую силу тока. Если бы сопротивление амперметра было значительным, он бы сам уменьшал ток в цепи, и его показания были бы неточными.

Если бы амперметр был подключен параллельно проводнику, ток разделился бы, и через амперметр пошла бы только часть общего тока. Кроме того, такое подключение (из-за очень малого сопротивления амперметра) было бы эквивалентно короткому замыканию, что могло бы привести к выходу из строя как самого прибора, так и источника питания.

Ответ: Амперметр соединяют с проводником последовательно, потому что для измерения силы тока необходимо, чтобы весь поток заряженных частиц, образующий ток, прошел через измерительный прибор. При последовательном соединении сила тока во всех участках цепи одинакова, что и позволяет амперметру корректно измерить ток в проводнике.