تجربة إيجاد المقاومة الداخلية للفولتميتر بطريقة المنحني البياني هي تجربة علمية تستخدم لقياس قيمة المقاومة الداخلية للفولتميتر. يتم إجراء التجربة باستخدام مصدر تيار مستمر ومقاومة خارجية معروفة القيمة. يتم توصيل الفولتميتر على التوازي مع المقاومة الخارجية، ويتم تسجيل قراءة الفولتميتر لكل قيمة من قيم المقاومة الخارجية.
الأدوات والمواد اللازمة:
- فولتميتر
- مصدر تيار مستمر
- مقاومة خارجية معروفة القيمة
- مقياس متعدد
- مشبك لحام
- أسلاك توصيل
خطوات التجربة:
- قم بتوصيل مصدر التيار المستمر والمقاومة الخارجية على التوالي.
- قم بتوصيل الفولتميتر على التوازي مع المقاومة الخارجية.
- قم بضبط مقياس الفولتميتر على نطاق مناسب لقياس الجهد الذي يولده مصدر التيار المستمر.
- قم بقياس قيمة الجهد بين طرفي المقاومة الخارجية.
- قم بتغيير قيمة المقاومة الخارجية بقيمة صغيرة.
- كرر الخطوة 4.
- قم بتكرار الخطوات 5 و 6 عدة مرات، باستخدام قيم مختلفة للمقاومة الخارجية.
رسم المنحني البياني:
- ارسم محورين متعامدين، أحدهما لتمثيل قيمة المقاومة الخارجية والآخر لتمثيل قيمة الجهد المقاس.
- وضح نقاط البيانات التي تم جمعها في الخطوات السابقة على المنحني البياني.
- ارسم خطًا مستقيمًا يمر عبر معظم النقاط.
حساب المقاومة الداخلية للفولتميتر:
- ميل الخط المستقيم يساوي 1/R، حيث R هي المقاومة الداخلية للفولتميتر.
- قيمة المقاومة الداخلية للفولتميتر تساوي 1/ميل الخط المستقيم.
مثال:
لنفترض أن قيمة الجهد المقاس بين طرفي المقاومة الخارجية عند قيم مختلفة من المقاومة الخارجية هي كما يلي:
| قيمة المقاومة الخارجية (Ω) |
قيمة الجهد المقاس (V) |
| 100 |
1.0 |
| 200 |
0.5 |
| 300 |
0.33 |
| 400 |
0.25 |
| 500 |
0.2 |
عند رسم المنحني البياني لهذه البيانات، نحصل على الشكل التالي:
ميل الخط المستقيم = 0.005
مقاومة الفولتميتر = 1/ميل الخط المستقيم = 200 Ω
تفسير النتائج:
تشير النتيجة إلى أن مقاومة الفولتميتر تساوي 200 Ω. هذه القيمة عالية جدًا مقارنة بقيمة المقاومة الخارجية. وهذا ضروري لضمان أن الفولتميتر لا يسحب تيارًا كبيرًا من الدائرة أثناء القياس.
ملاحظات:
- يجب استخدام مصدر تيار مستمر مستقر للحصول على نتائج دقيقة.
- يجب أن تكون قيمة المقاومة الخارجية أكبر من مقاومة الفولتميتر بكثير.
- يجب تكرار التجربة عدة مرات باستخدام قيم مختلفة للمقاومة الخارجية لتأكيد النتائج.