Pelajaran Teach
Asas Makmal Elektronik (4/7): ukur arus tanpa menyebabkan litar pintas
Pelajar mempelajari sebab ammeter dimasukkan secara sesiri, meramal dan mengukur arus DC sebenar, menukar A dan mA serta mengamalkan urutan selamat untuk meter fizikal.
Kali pertama menggunakan LabsLand? Cipta akaun guru anda
Hasil pembelajaran
Menerangkan sebab ammeter dimasukkan secara sesiri dan bukannya diletakkan merentasi bekalan.
Meramal arus menggunakan hukum Ohm dan rintangan setara.
Menukar dengan betul antara ampere dengan miliampere.
Mengamalkan urutan meter fizikal: matikan kuasa, pilih soket/mod/julat, masukkan secara sesiri dan hidupkan kuasa dengan berhati-hati.
Pratonton aktiviti pelajar
Kandungan aktiviti
Pratonton sahaja. Dalam sesi kelas, pelajar boleh mengisi jawapan dan menyerahkan hasil kerja mereka kepada guru.
1 · Mengapa kesilapan mengukur arus berbahaya
6 min
Voltan diukur antara dua nod sedia ada. Arus berbeza: arus ialah kadar aliran
cas melalui suatu laluan. Untuk mengukur aliran itu, ammeter menjadi
sebahagian daripada laluan tersebut.
Perbezaan ini mewujudkan salah satu peraturan keselamatan makmal pertama yang
paling penting. Input arus mempunyai rintangan yang sangat rendah. Meletakkannya
terus merentasi bekalan kuasa boleh menghasilkan keadaan hampir litar pintas,
menyebabkan fius meter terputus, merosakkan wayar uji atau membebankan bekalan.
Dalam pelajaran ini,
Hive menyediakan laluan yang telah dipasang dengan selamat. Pengendalian meter
fizikal hanya diterangkan sebagai teori pilihan untuk makmal yang diselia pada masa
hadapan; tiada peralatan fizikal diperlukan.
Ammeter mesti berada dalam laluan arus
Dalam persediaan selamat, arus cabang yang sama melalui perintang dan meter.
Dalam persediaan tidak selamat, input arus berintangan rendah berada hampir
terus merentasi sumber.
Dalam situasi makmal fizikal pada masa hadapan, apakah yang biasanya perlu
dilakukan untuk mengukur arus melalui cabang berperintang?
2 · Ramalkan arus sebelum memilih julat
7 min
Ramalan melindungi peralatan dan juga penaakulan. Ramalan menunjukkan sama ada
ampere, miliampere atau mikroampere patut dijangka dan membantu anda mengenal
pasti bacaan yang seribu kali terlalu besar.
Rangkaian Hive yang disediakan menggunakan sumber 5.0 V dan rintangan setara
kira-kira 1950 Ω. Hukum Ohm memberikan:
Arus yang diramal
I=\frac{V}{R}=\frac{5.0\,\text{V}}{1950\,\Omega}\approx0.00256\,\text{A}=2.56\,\text{mA}
Ingat:
- 1 A = 1000 mA
- 1 mA = 0.001 A
- 2.5 mA = 0.0025 A, bukan 2.5 A
Pengukuran jumlah arus yang disediakan
Ammeter telah dimasukkan dalam laluan sumber. Arus yang dipaparkan ialah
jumlah arus sumber yang dibekalkan kepada rangkaian perintang ini sebelum
arus itu berpecah antara cabang selari. Dua perintang 10 kΩ di bahagian bawah
membentuk 20 kΩ; oleh itu 1 kΩ || 20 kΩ ≈ 0.952 kΩ, dan jumlah rintangan
sesiri kira-kira 1.95 kΩ.
Hitung arus yang dijangka. Masukkan hasil dalam miliampere, kemudian tunjukkan
penggantian nilai dan penukaran daripada ampere.
Teori pilihan: urutan penggunaan meter fizikal
Meter fizikal tidak diperlukan dalam pelajaran ini. Untuk kerja yang diselia pada
masa hadapan, semasa kuasa dimatikan, pindahkan wayar uji merah ke soket arus
yang diperlukan oleh julat jangkaan, kekalkan wayar uji hitam di COM dan pilih
arus DC. Sebelum menghidupkan kuasa, semak dalam manual kadaran arus soket, fius,
tempoh pengukuran maksimum serta had kategori/voltan meter. Jika arus tidak
pasti, mulakan dengan input dan julat arus tinggi yang diluluskan pengeluar —
bukan soket yang kadarannya mungkin dilampaui oleh nilai ramalan. Buka laluan dan masukkan
meter secara sesiri, kemudian gunakan had arus serta paparan bekalan sebagai
perlindungan tambahan. Jangan sekali-kali melebihi tanda kadaran atau had masa.
Selepas selesai, matikan kuasa dan kembalikan wayar uji merah ke soket
voltan/rintangan supaya pengguna seterusnya tidak melitar pintas sumber secara
tidak sengaja.
3 · Ukur jumlah arus sumber sebenar
10 min
Hive membuka laluan arus yang telah siap disambungkan. Jangan ubah mod meter
atau wayarnya: matlamat pembelajaran ialah mendapatkan dan mentafsir bacaan
arus yang selamat.
Ukur arus hukum Ohm A
Buka Hive daripada blok ini dan tunggu sehingga litar lengkap dipaparkan.
Bandingkan laluan pada papan uji dengan rajah litar ringkas.
Buka Multimeter dan pastikan mod arus DC (
Corriente CCatau padanannya dalam antara muka bahasa Sepanyol) dipilih.Jangan tukar kepada mod voltan dan jangan alihkan wayar arus.
Pilih Lakukan pengukuran (
Realizar medición) sekali dan tunggu hasil daripada perkakasan sebenar.Salin nombor dan unit tepat seperti yang dipaparkan, kemudian tukarkannya kepada unit arus yang satu lagi dalam jadual.
Lengkapkan satu baris. Jika Hive memaparkan ampere, tukar kepada miliampere
dengan mendarab 1000. Jika Hive memaparkan miliampere, tukar kepada ampere
dengan membahagi 1000. Contoh format sahaja:
0.00254 | A | 0.00254 A | 2.54 mA | 2.56 mA | 0.02 mA. Gantikan nilai
paparan dan perbezaan yang dikira dengan hasil anda sendiri. Biarkan baris
kosong tambahan tidak digunakan.
Rekod pengukuran arus
Lengkapkan satu baris selepas pengukuran Hive. Catat nombor dan unit yang dipaparkan, bentuk A dan mA, arus ramalan serta perbezaan mutlak dalam mA.
| Nombor dipaparkan | Unit dipaparkan | Arus A | Arus mA | Arus ramalan mA | Perbezaan mutlak mA |
|---|---|---|---|---|---|
Bandingkan arus sebenar dengan ramalan anda. Nyatakan kedua-dua nilai dalam
unit yang sama, huraikan sama ada perbezaannya kecil atau besar berbanding
kira-kira 2.56 mA, dan berikan satu sebab padanan tepat tidak dijangka.
4 · Teori pilihan: pastikan meter fizikal ditinggalkan dengan selamat
7 min
Meter fizikal atau bateri tidak diperlukan. Ini ialah urutan untuk makmal
masa hadapan: pengukuran arus mengubah litar dan selalunya memerlukan soket
meter fizikal ditukar.
1. Anggarkan arus maksimum yang dijangka; bandingkannya dengan soket, fius, julat dan tempoh pengukuran yang dibenarkan dalam manual meter.
2. Matikan kuasa.
3. Letakkan wayar uji hitam di COM dan wayar uji merah di soket arus yang betul.
4. Pilih arus AC atau DC supaya sepadan dengan litar.
5. Buka cabang yang hendak diukur dan masukkan meter secara sesiri.
6. Periksa laluan, hidupkan kuasa dan baca nilai bersama unitnya.
7. Matikan kuasa sebelum menanggalkan meter.
8. Kembalikan wayar uji merah ke soket voltan/rintangan.
Tindakan manakah yang akan mengurangkan risiko dalam pengukuran arus dengan
meter fizikal secara hipotesis? Pilih semua yang berkenaan.
Dalam makmal masa hadapan secara hipotesis, seorang rakan sekelas berkata,
“Fius meter terputus ketika saya cuba mengukur arus bateri.” Terangkan kesilapan
sambungan yang mungkin berlaku, tindakan selamat yang perlu diambil dengan
serta-merta dan cara menyusun pengukuran yang betul dengan suatu beban.