آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
مقاومت ورودی ولت‌سنج؛ وقتی اندازه‌گیری مدار رو تغییر می‌ده
ولت‌سنج ایده‌آل جریان نمی‌کشه؛ ولی ولت‌سنج واقعی مقاومت ورودی محدودی داره و از مدار جریان می‌گیره. اگر مقاومت منبع هم مهم باشه، همین اندازه‌گیری می‌تونه ولتاژ خوانده‌شده رو تغییر بده.
آزمایش رو شروع کنبا منبع ۶ ولت، مقاومت خط ۱۰۰ اهم و ولت‌سنج ۵۰۱ اهم شروع کن؛ مدل ۵ ولت و ۱۶٫۶ درصد خطا نشون می‌ده.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
سنج ایده‌آل رو با واقعی مقایسه کن
منبع رو روی ۶ ولت و مقاومت خط رو روی ۱۰۰ اهم نگه دار. یک بار سنج ایده‌آل و بعد ولت‌سنج با مقاومت ورودی ۵۰۱ اهم رو انتخاب کن.
حدست چیه؟ کدوم حالت ولتاژ منبع رو بدون بارگذاری نشون می‌ده؟
توضیح نتیجه رو ببین
سنج ایده‌آل ۶ ولت و خطای صفر می‌ده؛ ولت‌سنج ۵۰۱ اهمی حدود ۵ ولت و ۱۶٫۶ درصد خطا می‌ده. مدل برای حالت ایده‌آل جریان صفر هم نشون می‌ده و در حالت واقعی حدود ۱۰ میلی‌آمپر از مسیر اندازه‌گیری می‌گذره.
مقاومت ورودی رو کم و زیاد کن
منبع رو روی ۶ ولت و مقاومت خط رو روی ۱۰۰ اهم ثابت بذار. مقاومت ولت‌سنج رو از ۵۱ به ۵۰۱ اهم برسون و ولتاژ خوانده‌شده رو مقایسه کن.
حدست چیه؟ ولت‌سنجی با مقاومت ورودی بیشتر، ولتاژ منبع رو نزدیک‌تر نشون می‌ده یا دورتر؟
توضیح نتیجه رو ببین
با ۵۱ اهم، ولتاژ خوانده‌شده ۲٫۰۳ ولت و خطا ۶۶٫۲ درصده؛ با ۵۰۱ اهم، به ۵ ولت می‌رسه و خطا ۱۶٫۶ درصد می‌شه. توی این مدل مقاومت ورودی بیشتر جریان کمتری می‌کشه و ولتاژ کمتری روی مقاومت خط می‌افته.
مقاومت خط رو تغییر بده
منبع رو روی ۶ ولت و ولت‌سنج رو روی ۵۰۱ اهم نگه دار. مقاومت خط رو اول ۵۰ و بعد ۲۰۰ اهم بذار.
حدست چیه؟ با زیاد شدن مقاومت خط، ولتاژ خوانده‌شده به ۶ ولت نزدیک‌تر می‌شه یا ازش دورتر؟
توضیح نتیجه رو ببین
در ۵۰ اهم، ولت‌سنج ۵٫۴۶ ولت و خطا ۹٫۱ درصد نشون می‌ده؛ در ۲۰۰ اهم، خروجی ۴٫۲۹ ولت و خطا ۲۸٫۵ درصده. مقاومت بیشتر منبع، افت ولتاژ بیشتری در مسیر اندازه‌گیری می‌سازه.
پشت این حرکت چه خبره؟
ولت‌سنج واقعی از مدار جریان می‌کشه
V_measured = V_supply*R_meter/(R_line+R_meter)
در مدل، مقاومت خط و مقاومت ورودی ولت‌سنج تقسیم‌کننده می‌سازن. هرچه مقاومت ورودی نسبت به مقاومت خط بزرگ‌تر باشه، ولتاژ روی ولت‌سنج به ولتاژ منبع نزدیک‌تر می‌شه.
ولت‌سنج ایده‌آل مقاومت بی‌نهایت داره
R_meter -> infinity; I_meter -> 0
مقاومت بی‌نهایت یعنی جریانی از ولت‌سنج نمی‌گذره، پس خودش مدار رو بارگذاری نمی‌کنه. دستگاه واقعی مقاومت محدود داره و اثرش وقتی بیشتر دیده می‌شه که مقاومت منبع بزرگ باشه.
گزینهٔ آمپرسنج رو با احتیاط بخون
I = V_supply/(R_line+R_meter)
در حالت آمپرسنج، مدل مقاومت سنج رو سری می‌کنه و جریان مسیرِ دارای سنج رو گزارش می‌ده. اما جریانِ بدون آمپرسنج رو برای مقایسه نمی‌سازه و درصد خطا رو هم از ولتاژ حساب می‌کنه؛ پس این حالت درصد خطای اندازه‌گیری جریان رو نشون نمی‌ده.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
چرا ولت‌سنج واقعی می‌تونه ولتاژی رو که اندازه می‌گیره تغییر بده؟
ولت‌سنج واقعی مقاومت ورودی محدودی داره و کمی جریان می‌کشه. وقتی با مقاومت خط یا مقاومت درونی منبع ترکیب می‌شه، جریان باعث افت ولتاژ در مسیر می‌شه و ولتاژ روی سنج از حالت بی‌بار فرق می‌کنه. مقاومت ورودی خیلی زیاد این اثر رو کم می‌کنه.
سؤال‌های رایج
چرا مقاومت ولت‌سنج ایده‌آل باید بی‌نهایت باشه؟
تا هیچ جریانی از ولت‌سنج نگذره و اندازه‌گیری خودش ولتاژ مدار رو تغییر نده. در سنج واقعی مقاومت ورودی محدوده، پس ممکنه مقداری بارگذاری ایجاد کنه.
چرا مقاومت ورودی بیشتر خطا رو کمتر می‌کنه؟
در مدل، ولت‌سنج با مقاومت خط یک تقسیم‌کننده می‌سازه. هرچه مقاومت سنج بیشتر باشه، سهم بیشتری از ولتاژ منبع روی خود سنج می‌افته و جریان بارگذاری کمتر می‌شه.
مقاومت خط چه اثری روی خواندن ولت‌سنج داره؟
برای مقاومت ولت‌سنج ثابت، مقاومت خط بزرگ‌تر افت بیشتری در مسیر اندازه‌گیری می‌سازه. در نمونهٔ این صفحه، با تغییر خط از ۵۰ به ۲۰۰ اهم، خروجی از ۵٫۴۶ به ۴٫۲۹ ولت رسید.
از گزینهٔ آمپرسنج می‌تونم خطای اندازه‌گیری جریان رو بفهمم؟
نه با خروجی‌های فعلی این ویجت. جریان مدارِ دارای مقاومت سنج رو می‌ده، اما جریانِ بدون سنج رو کنار اون نمی‌سازه و درصد خطا رو از ولتاژ حساب می‌کنه؛ این صفحه هم از این حالت برای حساب کردن خطای جریان استفاده نمی‌کنه.
این عددها نتیجهٔ هر مدار واقعی‌ان؟
نه؛ مدل بارهای دیگر و تغییرات زمانی رو کنار می‌ذاره و فقط منبع، مقاومت خط و مقاومت سنج رو حساب می‌کنه. در مدار واقعی، اجزای دیگر هم می‌تونن روی خواندن اثر بذارن.