高校物理 要点・解法ノート
必須

電流計・電圧計と分流器・倍率器

着眼点電流計は直列に入れ内部抵抗は小さく、電圧計は並列に入れ内部抵抗は大きい。測定範囲を n 倍にするには、電流計は並列に分流器、電圧計は直列に倍率器。

\text{分流器: } R_A = \frac{r_A}{n-1},\qquad \text{倍率器: } R_V = (n-1)r_V
例題
1
内部抵抗 0.90\ \Omega、最大目盛り 10\ \mathrm{mA} の電流計で 100\ \mathrm{mA} まで測りたい。何 \Omega をどうつなぐか。
解答
n = 10。並列に \dfrac{0.90}{10-1} = 0.10\ \Omega をつなぐ(電流計に 10\ \mathrm{mA}、分流器に 90\ \mathrm{mA}、両端の電圧は 9.0\ \mathrm{mV} で一致)。
2
内部抵抗 1.0\ \mathrm{k}\Omega、最大目盛り 1.0\ \mathrm{V} の電圧計で 10\ \mathrm{V} まで測りたい。
解答
n = 10。直列に (10-1)\times1.0 = 9.0\ \mathrm{k}\Omega をつなぐ。
ポイント公式を忘れたら「メーターに最大目盛りの電流(電圧)がかかるとき、残りを分流器(倍率器)が受け持つ」で式を立てる。
確認問題
1
電圧計の内部抵抗が小さいと、測定値はどうずれるか。
答え
電圧計に電流が分かれて測りたい部分の電圧が下がり、小さめに出る

「電流と直流回路」の項目

  1. 電流の正体とオームの法則・抵抗率必須
  2. 抵抗率の温度変化差がつく
  3. 抵抗の直列・並列必須
  4. 起電力と内部抵抗必須
  5. 電流計・電圧計と分流器・倍率器必須
  6. 電力とジュール熱必須
  7. キルヒホッフの法則必須
  8. ホイートストンブリッジ差がつく
  9. 電位差計(すべり抵抗線による起電力の測定)不要
  10. コンデンサーを含む直流回路必須
  11. RC回路の充電とエネルギー収支差がつく
  12. 非直線抵抗(電球)を含む回路差がつく
  13. ダイオードを含む回路不要

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