مخفّت ريوستات: مقاومة متغيرة باستمرار
1 · توقّع
ريوستات (مقاوم متغير) موصول على التوالي مع مصباح. وأنت تسحب الريوستات نحو مقاومة أعلى، هل يرتفع تيار المصباح أم يهبط؟
- يرتفع التيار مع ارتفاع مقاومة الريوستات.
- يهبط التيار مع ارتفاع مقاومة الريوستات — مقاومة توالي كلية أكبر تعني تيارًا أقل.
- لا يعتمد التيار على ضبط الريوستات.
2 · التجهيز
- افتح تجربة المخفّت واضغط إعادة. المصباح مثبت عند 100 Ω؛ والبطارية تمد 9 V.
- فعّل قراءة التيار على المصباح.
- اضبط مقاومة الريوستات لكل تجربة وسجل تيار المصباح.
3 · اجمع البيانات
| مقاومة الريوستات R_rh (Ω) | تيار المصباح I (A) |
|---|---|
| 0.00 | |
| 50.00 | |
| 100.00 |
ارسم التيار I (المحور y) مقابل مقاومة الريوستات R_rh (المحور x) لتجاربك الثلاث.
4 · حلّل
- لمحاولة واحدة، احسب I = E/(R_lamp + R_rh) باستخدام E = 9 V و R_lamp = 100 Ω. قارن بالجدول.
- الريوستات والمصباح على التوالي، فهذه العلاقة نفسها علاقة مقاومات التوالي — إلا أن «المقاومة» الأولى الآن قابلة للضبط باستمرار. اشرح لماذا يخفت سحبُ الريوستات سلسًا المصباحَ أو يزيده سطوعًا.
5 · وسّع
- بخلاف مخفّت LED حديث (يشغل القدرة ويطفئها بسرعة)، يهدر مخفّت الريوستات طاقة كحرارة في الريوستات نفسه، بالتناسب التام مع I²R الخاص به. اشرح لماذا يسخن مخفّت الريوستات القديم.
- يمكن ضبط هذا الريوستات في أي نقطة بين 0 Ω و100 Ω. ما أقصى تيار ممكن (الريوستات عند 0 Ω) وأدنى تيار ممكن (عند الحد الأقصى)؟ تحقق من الحدين بصيغتك.
الفيزياء خلف هذه التجربة
الريوستات كمقاومة توالٍ
يعمل المقاوم المتغير كمقاومة توالي قابلة للضبط: I = E/(R_lamp + R_rh). انزلاقه نحو مقاومة أعلى يقلل التيار باستمرار، مخفتًا المصباح بنعومة بدل تشغيله أو إطفائه كليًا.