Вольтметр. Измерение напряжения

Вы знаете, что действие тока, его работа, зависит от силы тока. Чем больше сила тока, тем большую работу совершает ток, тем больше его действие, в частности тепловое. Но оказывается, что не только сила тока определяет величину работы, совершаемую током, действие тока. Есть еще одна физическая величина - напряжение, от которой также зависит работа тока.

Для того чтобы проиллюстрировать сказанное, собрана следующая цепь. Она состоит из источника тока, двух ламп - большой осветительной лампы и маленькой лампочки от карманного фонаря, и амперметра, который последовательно соединен с этими лампочками. В том, что эти элементы цепи - большая лампа, маленькая лампочка, амперметр - соединены последовательно, можно убедиться следующим образом. Сейчас лампочки не горят, а стрелка амперметра покоится вблизи нуля. Цепь разомкнута. Разомкнута она потому, что вывернута маленькая лампочка от карманного фонаря. Если я доверну эту лампочку, то загораются обе лампы, и амперметр показывает ток примерно 0,4 А (вся шкала амперметра сейчас - 3 А, два маленьких деления - 0,4 А). По обеим лампам, большой и маленькой, сейчас идет один и тот же ток 0,4 А. Если я выверну маленькую лампочку, снова ток падает до нуля. Почему же большая лампочка, по которой идет ток 0,4 А, светится ярко, а в то же время маленькая лампочка, по которой тоже идет ток 0,4 А, светится по сравнению с этой большой лампой тускло? Вот, можете убедиться в том, что эта лампочка светится, но свечение ее, конечно, менее яркое, чем у большой лампы. Дело в том, как я уже говорил, важна не только величина тока, не только сила тока, но и напряжение, которое подано на эти лампы. Напряжение, как вы знаете, - это физическая величина, характеризующая электрическое поле, за счет которого возник ток. Измеряется напряжение в вольтах.

Измерим напряжение на обеих лампах. По ним проходит ток 0,4 А, и мы сейчас будем измерять напряжение на этих лампах. Напряжение измеряется с помощью вольтметра (вот буква "В" стоит здесь на шкале, вся шкала рассчитана на 5 В; вы знаете, что напряжение измеряется в вольтах). Принципиально устройство вольтметра ничем не отличается от устройства амперметра, и одно из основных различий состоит во включении вольтметра в цепь. В отличие от амперметра, который включается в цепь последовательно, вольтметр включается в цепь параллельно. Мы сейчас для того, чтобы измерить напряжение на зажимах ламп, должны подключить клеммы вольтметра параллельно зажимам ламп. Вот я подключаю одну клемму, и вторую клемму вольтметра я подключаю зажимом к лампочке. Вы видите, стрелка вольтметра отклонилась и показывает 1,5 В. На этой маленькой лампочке от карманного фонаря напряжение равно 1,5 В. Измерим напряжение на большой осветительной лампе. Для этого я установлю рядом с амперметром еще один вольтметр, но шкала этого вольтметра, вы видите, рассчитана уже на 250 В. И снова я клеммы этого вольтметра подключаю параллельно к зажимам большой лампы. Посмотрите, чему равно напряжение на большой лампе. Вся шкала 250 В, стрелка остановилась посередине между 150 В и 250 В, то есть напряжение на большой лампе равно 200 В. Итак, сейчас по обеим лампам идет ток 0,4 А, в то же время на маленькой лампе напряжение составляет 1,5 В, а на большой лампе оно равно 200 В. В различии напряжения на этих лампах и кроется причина различного действия тока, различной работы, которую совершает один и тот же по величине электрический ток в этих двух лампах.