Резистори последователно: съпротивленията се събират
1 · Предскажи
Два резистора са свързани последователно (един след друг) към батерия 12 V. Ако увеличиш стойността на втория резистор, тече ли все още същият ток и през двата?
- Не — токът се дели между двата резистора.
- Да — последователните компоненти споделят точно един ток, независимо от отделните им съпротивления.
- Токът през всеки резистор се задава независимо от собственото му съпротивление.
2 · Постановка
- Отвори настройката последователни резистори и натисни Нулирай. R1 = 100 Ω е фиксиран; батерията доставя 12 V.
- Включи показанието за ток и на двата резистора.
- Задай стойността на R2 за всеки опит и запиши (единствения, споделен) ток на веригата.
3 · Събери данни
| Резистор R2 (Ω) | Пълно съпротивление R_total (Ω) | Ток I (A) |
|---|---|---|
| 100.00 | ||
| 200.00 | ||
| 300.00 |
Чертай тока I (ос y) спрямо пълното съпротивление R_total (ос x) за трите си опита.
4 · Анализирай
- За един опит изчисли R_total = R1 + R2, после I = E/R_total с E = 12 V, R1 = 100 Ω. Сравни с таблицата.
- Потвърди от симулацията, че показанието за ток е идентично при R1 и при R2. Обясни защо последователните компоненти трябва да споделят точно един ток (няма къде другаде зарядът да отиде).
5 · Надгради
- Понеже и двата резистора споделят същия ток, по-големият резистор получава по-голям дял от 12 V. Обясни защо V = IR означава, че напрежението се дели пропорционално на съпротивлението в последователна верига.
- Старомодните коледни лампи бяха свързани последователно: ако една крушка изгореше, цялата гирлянда потъмняваше. Обясни защо, ползвайки това, което знаеш за последователния ток.
Физиката зад този експеримент
Последователно съпротивление
Резисторите последователно се събират директно: R_total = R1 + R2 + ... Понеже съществува само един път за тока, същият ток I = E/R_total тече през всеки компонент.
Вериги
- Закон на Ом: ток, напрежение и съпротивление
- Резистори успоредно: токът се дели
- Крушка с ключ: разсейване на мощност в крушка
- Батерии последователно: EMF се събират
- Идеални уреди: амперметърът и волтметърът не смущават веригата
- Крушки последователно: споделен ток, по-тъмни крушки
- Крушки успоредно: споделено напрежение, пълна яркост
- Късо на крушка: какво става, когато заобиколиш една
- Реостативен димер: непрекъснато променливо съпротивление
- Правилно поставяне на уреди: амперметър последователно, волтметър успоредно
- Разменени уреди: честа грешка при свързване
- RC зареждане: експоненциално приближаване на кондензатор