معمل قانون أوم — تجربة ثلاثية الأبعاد
هذه هي تجربة قانون أوم المقررة معاد بناؤها كمعمل ثلاثي الأبعاد دقيق. يتصل المفتاح والريوستات والأميتر المثالي ومقاومة الاختبار على التوالي، بينما يتصل الفولتميتر المثالي بين طرفي المقاومة فقط. وكل قراءة مسجلة تضيف نقطة جهد–تيار متطابقة إلى المنحنى.
كيف تستخدم هذه المحاكاة
- أغلق المفتاح أو افتحه، وحرّك الريوستات لتغيير شدة التيار
- اختر مقاومة 10 Ω أو 15 Ω أو 20 Ω وغيّر جهد المصدر المستمر المثالي
- سجّل كل قراءة بنفسك أو شغّل التجربة الآلية ذات الست قراءات
- لف الدائرة وكبّرها لتتحقق من توصيل كل جهاز قياس
ما الذي تلاحظه
- الأميتر متصل على التوالي ويقرأ نفس التيار المار في المقاومة
- فرع الفولتميتر الأزرق متصل على التوازي ولا يسحب تيارًا
- تقع كل النقاط المسجلة على خط I–V مستقيم يمر بنقطة الأصل
- تظل النسبة V/I مساوية لقيمة المقاومة عند كل وضع للريوستات
- يتفق مقلوب ميل المنحنى مع قيمة المقاومة المختارة في المعمل
الفيزياء وراءها
مع إهمال المقاومة الداخلية للمصدر واعتبار الأميتر والفولتميتر مثاليين تكون شدة التيار I = ε/(R + Rₕ)، ويقرأ الفولتميتر فرق الجهد على مقاومة الاختبار وحدها V = IR. تثبيت المقاومة عند 25 °C يجعل R ثابتة، لذلك تتناسب I طرديًا مع V. وعند رسم I رأسيًا بدلالة V أفقيًا نحصل على خط مستقيم مار بنقطة الأصل ميله ΔI/ΔV = 1/R؛ ومن ثم يعطي مقلوب ميل أفضل خط قيمة المقاومة نفسها.