مدار تک حلقه با آمپرسنج و ولت‌سنج ایده‌آل

راهنمایی کوتاه: در مدارهای تک‌حلقه با ابزار اندازه‌گیری ایده‌آل، مقادیر نشان‌داده‌شده به مقاومت‌ها و ولتاژ منبع بستگی دارد.

گام‌به‌گام:

• ۱) ابتدا مدار را رسم کن: یک حلقه بسته با منبع ولتاژ (مثلاً باتری)، یک مقاومت (R)، یک آمپرسنج (A) که به صورت سری وصل شده، و یک ولت‌سنج (V) که به صورت موازی با مقاومت وصل شده است.
• ۲) ویژگی ابزار ایده‌آل را به یاد بیاور: آمپرسنج ایده‌آل مقاومت صفر دارد (مثل سیم)، پس روی جریان تأثیر نمی‌گذارد. ولت‌سنج ایده‌آل مقاومت بی‌نهایت دارد، پس جریانی از آن نمی‌گذرد و ولتاژ دو سر مقاومت را دقیق نشان می‌دهد.
• ۳) جریان مدار را با قانون اهم حساب کن: اگر ولتاژ منبع V_bat و مقاومت R باشد، جریان I = V_bat / R است. آمپرسنج همین جریان I را نشان می‌دهد.
• ۴) ولتاژ دو سر مقاومت را حساب کن: چون ولت‌سنج موازی با مقاومت است، ولتاژ دو سر آن V_R = I × R است. اما از مرحله قبل می‌دانیم I = V_bat / R، پس V_R = (V_bat / R) × R = V_bat. یعنی ولت‌سنج عددی برابر ولتاژ منبع نشان می‌دهد.
• ۵) نتیجه‌گیری: در این مدار ساده، آمپرسنج جریان I = V_bat / R را نشان می‌دهد و ولت‌سنج ولتاژ V_bat را نشان می‌دهد (یعنی ولتاژ دو سر مقاومت برابر ولتاژ منبع است).

پاسخ نهایی: در مدار تک‌حلقه با ابزار ایده‌آل، آمپرسنج جریان کل مدار (I = V_bat / R) و ولت‌سنج ولتاژ دو سر مقاومت (که برابر ولتاژ منبع V_bat است) را نشان می‌دهد. اگر مقادیر عددی داده شده باشد، می‌توانی آن‌ها را جایگزین کنی.

مثال مشابه: فرض کن باتری ۱۲ ولت و مقاومت ۴ اهم باشد. جریان I = ۱۲ / ۴ = ۳ آمپر (آمپرسنج نشان می‌دهد). ولتاژ دو سر مقاومت = ۳ × ۴ = ۱۲ ولت (ولت‌سنج نشان می‌دهد).

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: سعی کن مدار را با دو مقاومت سری یا موازی رسم کنی و ببینی مقادیر آمپرسنج و ولت‌سنج چگونه تغییر می‌کنند. قانون اهم و قوانین کیرشهف را مرور کن.

یادآوری ایمنی: در آزمایش‌های واقعی با برق، همیشه از ابزار مناسب و تحت نظارت بزرگ‌سالان استفاده کن.