9 Elektricitet: 9.4 Ström
Mätning av ström och spänning
Mätning av ström och spänning
Det behövs en spänningskälla för att få ström genom en ledning. En spänningskälla har två poler, och mellan polerna finns en elektrisk spänning. Det är först när vi kopplar ihop polerna med en ledning, som det går en elektrisk ström.
När vi ritar elektriska strömkretsar, använder vi bestämda symboler för komponenterna. Se figur 9.13. Komponenter är något som vi kopplar in i en strömkrets.
Vi kopplar en lampa till en spänningskälla. Därefter mäter vi spänningen och strömmen. Spänningen över lampan mäter vi med en voltmeter. Den ska kopplas parallellt med lampan. Se figur 9.14 a.
Detta ger en förgrening där strömmen kan välja två vägar, den ena genom lampan och den andra genom voltmetern. Strömmen genom lampan mäter vi med en amperemeter. Den ska kopplas i serie med lampan. Se figur 9.14 b. Det spelar ingen roll till vilken sida av lampan vi kopplar amperemetern. Strömmen är lika stor överallt i en strömkrets som inte har några förgreningar.
Om vi vill mäta både ström och spänning kan vi koppla in mätinstrumenten som figur 9.15 visar. Voltmetern mäter spänningen över lampan. Men amperemetern mäter den totala strömmen genom lampan och voltmetern. Voltmetern måste vara konstruerad så att det bara går en mycket liten ström genom instrumentet. Då blir strömmen genom lampan bara lite lägre än den som amperemetern visar. För att strömmen genom voltmetern ska bli tillräckligt liten, måste den ha stor resistans, eller "motstånd". Om voltmetern har stor resistans, så går nästan ingen ström genom den. För att spänningen över amperemetern ska bli tillräckligt låg, så måste den ha liten resistans ("motstånd"). Om amperemetern har liten resistans, så går strömmen nästan obehindrat genom den.
När vi ska mäta strömmen genom en komponent, kopplar vi en amperemeter i serie med komponenten. En bra amperemeter har liten resistans jämfört med komponenten.
När vi ska mäta spänningen över en komponent, kopplar vi en voltmeter parallellt med komponenten. En bra voltmeter har stor resistans jämfört med komponenten.
Det är typiskt för alla mätningar att vi ofrivilligt tvingas påverka det vi vill mäta. Det gäller ju även t.ex. temperaturen. När du berör det du önskar mäta temperaturen på med termometern sker det en energi överföring mellan mätobjektet och termometern om de har olika temperatur och det påverkar resultatet. Kan du komma på något fall där vi kan mäta utan att påverka?
