Demonstrációs fizika labor

7.15. Soros- és párhuzamos kapcsolás feszültség- és áramerősség-viszonyainak mérése

A kísérlet célja Mérőkísérlet.png

Soros- és párhuzamos kapcsolás feszültség- és áramerősség-viszonyaira megismert összefüggések kísérleti alátámasztása.

Szükséges anyagok, eszközök

  • tápegység (egyenáramú, 4 V-os)
  • próbapanel
  • digitális multiméter, 2 db
  • ellenállások próbapanelhez illő foglalatban (célszerűen 250 Ω-os, 500 Ω-os, 1000 Ω-os)
  • banándugós vezetékek
  • átkötő vezeték próbapanelhez illő foglalatban, 3 db

a) Soros kapcsolás

Leírás

Állítsuk össze a képen és kapcsolási rajzon látható egyszerű soros kapcsolást három különböző ellenállásból (R1=250 W, R2=500 W, R3=1 kW).


7.15a.PNG

Az ellenállásokat próbapanelra érdemes csatlakoztatni, a felső ábrán látható módon, mert így a legkönnyebb mérni a feszültséget és az áramerősséget minden áramköri elemen. A képen látható kapcsolás természetesen csak egy lehetséges elrendezést mutat. A próbapanelen sokféleképpen megvalósítható az elvi elrendezés.

  • Kapcsoljunk 4 V feszültséget a fogyasztókra.
  • Mérjük meg az egyes ellenállásokon eső feszültséget és a rajtuk áthaladó áram erősségét. Foglaljuk táblázatba az adatokat.
  • Számítsuk ki a mért adatokból az egyes fogyasztók ellenállását. Vessük ezt össze a digitális multiméterrel mért ellenállás értékével.
  • Számoljuk ki a rendszer eredő ellenállását. A digitális multiméter ellenállásmérő funkciójával mérjük meg az áramkör eredő ellenállását.
  • Vessük össze a mérési adatainkat a soros kapcsolás tanult jellemzőivel.

 

b) Párhuzamos kapcsolás

Leírás

Állítsuk össze a képeken és kapcsolási rajzokon látható egyszerű párhuzamos kapcsolást három különböző ellenállásból (R1=250 W, R2=500 W, R3=1 kW)!

  • Kapcsoljunk 4 V feszültséget a fogyasztókra.
  • Mérjük meg az egyes ellenállásokon eső feszültséget és a rajtuk áthaladó áram erősségét. Foglaljuk táblázatba az adatokat.
  • Számítsuk ki a mért adatokból az egyes fogyasztók ellenállását. Vessük ezt össze a digitális multiméterrel mért ellenállás értékével.
  • Számoljuk ki rendszer eredő ellenállását. A digitális multiméter ellenállásmérő funkciójával mérjük meg az áramkör eredő ellenállását.
  • Vessük össze a mérési adatainkat a párhuzamos kapcsolás tanult jellemzőivel.


7.15b1.PNG


7.15b2.PNG

Kísérlethez kapcsolódó kérdések

  • A kísérletek alapján (és a mérőműszerek működését ismerve) fogalmazzuk meg, hogy a feszültséget miért párhuzamos kapcsolásban és az áramerősséget miért soros kapcsolásban mérjük!

Módszertani kiegészítések

  • Azért érdemes viszonylag nagy ellenállásokat választani (~kW) és kis feszültséget, hogy az áramkörben kis áramok folyjanak, így minimalizálva a hőfejlődést, valamint így a mérőműszerek is nagyobb biztonságban vannak.

 


7.15. Soros- és párhuzamos kapcsolás feszültség- és áramerősség-viszonyainak mérése

A kísérlet célja Mérőkísérlet.png

Soros- és párhuzamos kapcsolás feszültség- és áramerősség-viszonyaira megismert összefüggések kísérleti alátámasztása.

Szükséges anyagok, eszközök

  • tápegység (egyenáramú, 4 V-os)
  • próbapanel
  • digitális multiméter, 2 db
  • ellenállások próbapanelhez illő foglalatban (célszerűen 250 Ω-os, 500 Ω-os, 1000 Ω-os)
  • banándugós vezetékek
  • átkötő vezeték próbapanelhez illő foglalatban, 3 db

a) Soros kapcsolás

Leírás

Állítsuk össze a képen és kapcsolási rajzon látható egyszerű soros kapcsolást három különböző ellenállásból (R1=250 W, R2=500 W, R3=1 kW).


7.15a.PNG

Az ellenállásokat próbapanelra érdemes csatlakoztatni, a felső ábrán látható módon, mert így a legkönnyebb mérni a feszültséget és az áramerősséget minden áramköri elemen. A képen látható kapcsolás természetesen csak egy lehetséges elrendezést mutat. A próbapanelen sokféleképpen megvalósítható az elvi elrendezés.

  • Kapcsoljunk 4 V feszültséget a fogyasztókra.
  • Mérjük meg az egyes ellenállásokon eső feszültséget és a rajtuk áthaladó áram erősségét. Foglaljuk táblázatba az adatokat.
  • Számítsuk ki a mért adatokból az egyes fogyasztók ellenállását. Vessük ezt össze a digitális multiméterrel mért ellenállás értékével.
  • Számoljuk ki a rendszer eredő ellenállását. A digitális multiméter ellenállásmérő funkciójával mérjük meg az áramkör eredő ellenállását.
  • Vessük össze a mérési adatainkat a soros kapcsolás tanult jellemzőivel.

 

b) Párhuzamos kapcsolás

Leírás

Állítsuk össze a képeken és kapcsolási rajzokon látható egyszerű párhuzamos kapcsolást három különböző ellenállásból (R1=250 W, R2=500 W, R3=1 kW)!

  • Kapcsoljunk 4 V feszültséget a fogyasztókra.
  • Mérjük meg az egyes ellenállásokon eső feszültséget és a rajtuk áthaladó áram erősségét. Foglaljuk táblázatba az adatokat.
  • Számítsuk ki a mért adatokból az egyes fogyasztók ellenállását. Vessük ezt össze a digitális multiméterrel mért ellenállás értékével.
  • Számoljuk ki rendszer eredő ellenállását. A digitális multiméter ellenállásmérő funkciójával mérjük meg az áramkör eredő ellenállását.
  • Vessük össze a mérési adatainkat a párhuzamos kapcsolás tanult jellemzőivel.


7.15b1.PNG


7.15b2.PNG

Kísérlethez kapcsolódó kérdések

  • A kísérletek alapján (és a mérőműszerek működését ismerve) fogalmazzuk meg, hogy a feszültséget miért párhuzamos kapcsolásban és az áramerősséget miért soros kapcsolásban mérjük!

Módszertani kiegészítések

  • Azért érdemes viszonylag nagy ellenállásokat választani (~kW) és kis feszültséget, hogy az áramkörben kis áramok folyjanak, így minimalizálva a hőfejlődést, valamint így a mérőműszerek is nagyobb biztonságban vannak.