Давайте вспомним, что такое электрический ток. Ток, это количество зарядов проходящих через какую-либо точку электрической цепи за единицу времени. За какую единицу? Ну, в физике общепринято время измерять в секундах. А количество зарядов как считать??? O_O
Что, действительно, каждый заряд учитывать? Благо, что все заряды по величине одинаковые (электроны почему-то все имеют одинаковые по величине заряды – так устроен наш мир). Ну конечно, лучше было бы подсчитывать каждый заряд – так точнее будет, но опытный оценщик одним только взглядом на толпу людей, всегда может выяснить, много там этих отдельно взятых людей или нет. По каким-то косвенным признакам, ему только понятным. И будет прав ведь! Короче с этим пока не заморачиваемся, как именно количество зарядов за секунду считают, чтобы измерить ток. Потом объясню как, когда будет такая возможность. Важно понимать, что для измерения тока в цепи, необходимо установить какой-то контрольно пропускной пункт (КПП) на пути следования зарядов. Заряды будут в этот КПП заходить, выходить из него и двигаться далее по цепи. А по количеству скрипов открываемой в КПП двери, можно и заряды посчитать. Затем по часам прикинуть, а сколько же зарядов прошло за целый день? Так, а в среднем за час? Хм… а за секунду значит? Всё легко подсчитывается на специальном калькуляторе! Вот только беда может быть в том, что сам такой КПП будет ограничивать ток. Представьте себе, подошла целая толпа зарядов, а тут какая-то дверь, куда можно заходить по одному! Сам такой КПП будет снижать ток. И ту функцию, ради которой его создавали, он правильно выполнять не будет. Такой КПП будет сам оказывать дополнительное сопротивление току. Получается, что величина измерения будет искажаться сами наблюдателями. Как с этим бороться, чтобы результат измерения был точнее. Да надо просто уменьшить сопротивление КПП! Дверь мешает? Сделаем ворота. Ворота ограничивают? Вообще уберём ворота и будем просто сверху наблюдать за толпой. Ну… почти идеально, но оказывается и даже и так, хоть и совсем чуть-чуть наблюдатель всё равно будет ограничивать ток. Ну конечно, хоть какой-то зевака заряженный, при проходе такого КПП случайно глянет вверх и, заметив, что его подсчитывают среди прочих, от неожиданности хоть чуть-чуть, но тормознёт всю толпу. Но такое мизерное сопротивление толпа почти не заметит, да просто стопчет зеваку и дальше пойдёт.
Напомню, что ток измеряется в амперах. Поэтому прибор измеряющий ток, называют АМПЕРМЕТР. В связи с теми соображениями, которые я описала выше, амперметры делают такими, чтобы они оказывали как можно меньшее сопротивление для измеряемого тока, чтобы почти не искажать результат измерения. Амперметр для измерения тока подключают всегда в разрыв цепи. По аналогии с тем, как КПП строят в разрыв улицы, по которой идут люди-заряды. Иначе эти люди в КПП даже и заходить не будут – просто пройдут мимо и учтены не будут. То есть в электрической цепи, чтобы где-то измерить ток, нужно разорвать цепь (например, чисто физически разрезать провод) и в этот разрыв включить КПП-амперметр. Итак, давайте в той цепи, которую я представляла ранее, организуем несколько разрывов цепи (три)в разных местах. В разрывы мы включим амперметры-КПП.
Кстати, на этом сайте https://falstad.com, на который я наткнулась совершенно случайно (на самом деле таких в интернете довольно много), можно не только рисовать схемы, но и производить эмуляцию работы этих схем. Это с одной стороны и хорошо. Не нужно заморачиваться например с паяльником, чтобы сделать какой-либо эксперимент, но с другой стороны, когда с паяльником, и, как бы своими руками всё пощупаешь, а не в какой-то там виртуальности-симуляции, это конечно для души было бы лучше…
Однако в этой самой симуляции, можно нарисовав такую схему, щёлкнуть мышкой по выключателю и, как бы включить его, потечёт виртуальный (просчитанный на сервере сайта) ток и ба… виртуальные амперметры покажут нам величину этого тока.
Вау! Работает! Какие из этого можно сделать выводы? Во первых значение тока в данной цепи, которое я (в статье про резисторы) рассчитала с помощью закона Ома 0,0015А (умножим на 1000 и получим в миллиамперах) соответствует измеренному значению 1,5 mA! Во вторых, в этой цепи, куда бы мы не подключили амперметр, он всё равно измеряет одну и туже величину тока. Амперметров много (да хоть двадцать подключите, если не лень), а величина тока везде будет одинакова. Ну и действительно, пройдя один КПП, эти же заряды зайдут и в другой, и в третий, поскольку их дорога-путь нигде не разветвляется и куда ты денешься с подводной лодки??? Всех учтём!!!
Кстати, в реальной схеме проще было бы не резать провода для подключения амперметра, а, раз всё равно где его подключать, ток-то нигде не разветвляется, и потому в любом месте цепи одинаковый, подключить амперметр на контакты разомкнутого выключателя. Тем самым мы во первых ничего не будем паять, во вторых пользуясь тем, что разомкнутый выключатель, это и есть разрыв цепи, а именно в разрыв цепи и надо включать амперметр, упростим себе жизнь. И вуаля… Схема работает даже с выключенным выключателем и все амперметры, в том числе и тот, который включен в разрыв выключателя, показывают один и тот же ток.
А что будет, если я при этом щёлкну по выключателю, чтобы замкнуть его?
Аааа! Вот я и нашла баг в этой симуляции! Вот потому-то в реальной схеме производить измерения всё же лучше! Здесь СЛИШКОМ идеальный виртуальный амперметр, который пропускает весь ток, не оказывая ему НИКАКОГО сопротивления, даже если у этого тока появился альтернативный путь! Реальный амперметр всё же будет иметь хот какое-то, пусть и мизерное сопротивление, всяко большее чем замкнутые контакты выключателя (хоть и выключателей идеальных тоже не бывает). Поэтому в реальности ток в таком случае потечёт в основном через выключатель и во всяком случае 1,5 mA прибор тоже не будет показывать, всяко меньше (близко к нулю). Всё конечно зависит от конкретного амперметра и конкретного выключателя, а это у всех по разному.
Однако если в программе идеальный амперметр, то почему не идеальный выключатель и весь виртуальный ток при этом течёт именно через амперметр, а не ответвляется через выключатель? Ну ладно, я не хотела испортить репутацию сайту, я только хотела показать, что симуляция не идеальна и какой-нибудь там искусственный интеллект не в состоянии учесть всех нюансов, которые могут возникнуть на практике!
Кстати, если в этом состоянии щёлкнуть по красной кнопке Start/STOP, то возникнет какая-то “Ошибка матрицы”. То есть программа на сервере всё же “осознаёт”, что что-то работает неправильно.
Ещё один нюанс. На практике очень трудно встретить прибор, который называется именно амперметр. Разве что в кабинете физики в школе. Профессионалы: электроники (да-да, именно такое довольно смешное название профессии в правильном варианте), радиомеханики, различные инженеры, пользуются универсальными приборами МУЛЬТИМЕТРАМИ, переключенными в режим измерения тока. Такой мультиметр позволяет переключать себя в различные режимы измерения. Сначала как правило переключи, а потом измеряй! Конечно же каждый конкретный прибор переключается по разному. Но разобравшись с одним, можно разобраться и с другим. К тому же, часто на конкретный прибор прилагается инструкция. Мультиметры как правило измеряют и ток и напряжение и сопротивление и порой ещё чёрта лысого могут измерить… Например, температуру. Всё зависит от конкретной модели.
Какой именно прибор использовать лучше? Ну конечно, если никогда не использовали мультиметр, то лучше начать с самых дешёвых моделей. А потом придет и понимание. Прибор ведь можно и спалить, если неправильно производить измерения, а спалить дорогой прибор было бы обидно. Самый большой недостаток у дешёвых приборов для начинающих, заключается в плохих щупах (проводах) и плохом пластике корпуса, который может просто легко ломаться, но щупы обычно доступны для покупки отдельно, а корпус трудно поломать у лёгкого по весу приборчика, даже если уронишь его.
Если понравилось, ставьте лайки, подписывайтесь! Мой email для связи anastasialoposova@yandex.ru