Bombetes en sèrie: corrent compartit, bombetes més tènues
1 · Prediu
Dues bombetes idèntiques es cablegen en sèrie als extrems d'una bateria de 9 V. Comparades amb una sola bombeta tota sola a la mateixa bateria, cada bombeta en sèrie és més brillant, més tènue o igual?
- Cada bombeta en sèrie és més brillant.
- Cada bombeta en sèrie és més tènue: comparteixen el corrent i la tensió.
- Cada bombeta és exactament tan brillant com una de sola.
2 · Configura
- Obre el predefinit «Bombetes en sèrie» i prem Restableix. Les dues bombetes comencen amb resistència igual.
- Activa la lectura de corrent a totes dues bombetes.
- Defineix la resistència de totes dues bombetes (iguals entre si) per a cada prova i enregistra el corrent compartit.
3 · Recull dades
| Resistència de cada bombeta R (Ω) | Resistència total R_total (Ω) | Corrent compartit I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 150.00 |
Representa el corrent I (eix y) contra la resistència total R_total (eix x) per a les tres proves.
4 · Analitza
- Per a una prova, calcula R_total = 2R i després I = E/R_total amb E = 9 V. Compara-ho amb la taula.
- Compara aquest corrent amb el de l'experiment «Una bombeta amb interruptor» per a una sola bombeta de la mateixa resistència. Explica per què afegir una segona bombeta en sèrie divideix exactament per dos el corrent — i per què la potència de cada bombeta per tant cau a un quart, no a la meitat, ja que P = I²R va amb el quadrat del corrent.
5 · Amplia
- Si les dues bombetes tinguessin resistències diferents, brillarien igual? Fes servir P = I²R (mateix I per a totes dues, R diferent) per prediure quina seria més brillant.
- Si una bombeta d'aquesta parella en sèrie es crema (el filament es trenca, resistència efectivament infinita), què li passa a l'altra? Compara-ho amb el comportament de l'interruptor de l'experiment «Curtcircuitar una bombeta».
La física al darrere d'aquest experiment
Les bombetes en sèrie comparteixen corrent
Les bombetes en sèrie porten el mateix corrent I = E/(2R), però cada bombeta només rep la meitat de la tensió total. Com que la potència és I²R amb un corrent més petit del que consumiria una bombeta tota sola, cada bombeta en sèrie funciona més tènue.
Circuits
- Llei d'Ohm: corrent, tensió i resistència
- Resistències en sèrie: les resistències se sumen
- Resistències en paral·lel: el corrent es divideix
- Una bombeta amb interruptor: dissipació de potència en una bombeta
- Bateries en sèrie: els EMF se sumen
- Instruments ideals: amperímetres i voltímetres no pertorben el circuit
- Bombetes en paral·lel: tensió compartida, tota la lluminositat
- Curtcircuitar una bombeta: què passa quan la desvies
- Un regulador de reòstat: resistència variable contínua
- Col·locació correcta dels instruments: amperímetre en sèrie, voltímetre en paral·lel
- Instruments intercanviats: un error de cablejat freqüent
- Càrrega RC: aproximació exponencial d'un condensador
138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles