え!こんなに違う(汗)電流計と電圧計の内部抵抗を測ってみよう!

LINEで送る
Pocket

高校物理では、電流計や電圧計の仕組みについても(少しだけではありますが)、
学習します。中学校では並列に接続するだとか、直列に接続するだとか、
そんな使い方がメインでした。

色が違うなという認識だけだったかもしれませんが、実はこの電流計と電圧計には
決定的な違いがあります。それが内部抵抗です。

電流計は電流をはかりたいので、測りたい回路に影響を与えないように、
内部抵抗をできるだけ小さくして、直列に接続します。

抵抗を小さくしているので、もとの回路には大きな影響は与えません。

また計ることのできる電流量をあげるためには、
計器に対して並列に抵抗を接続をするといいことを学びます。

また電圧計は電圧をはかりたいので、もとの回路に影響を与えないように、
内部抵抗はできるだけ大きくして並列に接続します。

こうすることにより、電圧計に入ってくる電流が小さくなるため、
もとの回路に流れていた電流の影響を少なくしています。

また電圧計のメモリの最大値をあげたいときには、
計器にたいして抵抗を直列につなぎます。

このようなことを学習するのですが、実際に内部抵抗がどうなっているのか、
確かめることが肝心ですよね。
今日はちょっとしたことですが、確かめる実験についてご紹介します。

学校にテスターをもっていって、図ってみましょう(^^)

科学のレシピ

準備するもの:電流計、電圧計、テスター

1:電流計の計器にテスターをつけて、抵抗値を計る

FullSizeRender (5)

50mAまで計ることのできる端子に接続をすると、0.19オームと表示されました。

FullSizeRender (6)

5Aまで計ることのできる端子に接続すると、0.05オームと表示されました。

最大メモリを増やすために、抵抗が計器に対して並列についたため、
全体としての合成抵抗は下がるので、このように小さくなっています。

2:電圧計の計器にテスターをつけて、抵抗値を計る

 FullSizeRender (4)

3Vの端子ではかってみると1.994kオーム=1994オームと表示されました。

たしかに抵抗が大きくなっていますね。

次に300Vの端子に接続をしてみます。

FullSizeRender (3)

すると199.3kオーム=199300オームと表示されました。
電圧計の場合は、計器にたいして直列に新たな抵抗を接続するので、
全体の合成抵抗は大きくなります。

このように、実際に電圧計と電流計で内部抵抗が違うこと、
また最大値の端子の違いによって抵抗値が変化することがわかります。

電流計や電圧計は裏側をみると、透明になっていて中が見えるものも多いので、
ぜひ中も覗いてみてくださいね。抵抗がどのようについているのかを確認してみましょう(^_^)

スクリーンショット 2015-11-16 23.47.03

電流計

スクリーンショット 2015-11-16 23.46.54

電圧計

ニュースレター

・ニュースレターはブログでは載せられない情報を配信しています。


 


プロフィール

桑子 研
桑子 研理科教師。全国で教員向けの物理実験講座、ICT活用講座、子供向けの科学実験講座、時短セミナーなどを行っている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)など10冊。

科学実験講座のお申込み

教師のための理科実験講座を開講しています。明日から使えるおてがるなものを中心に、実験を体験できる講座です。

5/19(金) C 力学① (ビースピ・iPad等)
7/21(金) C 波動① (気柱の共鳴等)
7/29(土) A 力学② (力学台車の活用)
7/29(土) B ICTの活用 (電子黒板等)