Bateries en sèrie: els EMF se sumen
1 · Prediu
Dues bateries de 6 V es connecten en sèrie (mateixa orientació) alimentant una sola resistència. Es comporta el circuit com una font de 6 V o com una font combinada més gran?
- Els EMF se sumen: el circuit es comporta com una sola font de 12 V.
- El circuit es comporta com la mitjana, 6 V.
- Les bateries es cancel·len, sense corrent.
2 · Configura
- Obre el predefinit «Bateries en sèrie» i prem Restableix. b1 = 6 V és fixa; R1 = 100 Ω és fixa.
- Activa la lectura de corrent a R1.
- Defineix l'EMF de b2 per a cada prova i enregistra el corrent del circuit.
3 · Recull dades
| EMF de la bateria b2 (V) | EMF total (V) | Corrent I (A) |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 9.00 |
Representa el corrent I (eix y) contra l'EMF total (eix x) per a les tres proves.
4 · Analitza
- Per a una prova, calcula l'EMF total = b1 + b2 amb b1 = 6 V, i després I = EMF_total/R1 amb R1 = 100 Ω. Compara-ho amb la taula.
- Explica per què dues bateries cablejades amb la mateixa orientació (terminal positiu a terminal negatiu) sumen els seus EMF, de la mateixa manera que se sumen les resistències en sèrie.
5 · Amplia
- Si b2 estigués girada (cablejada al revés), el seu EMF es restaria en lloc de sumar-se: EMF total = b1 − b2. Explica per què invertir una bateria d'una parella en sèrie treballa contra l'altra.
- Una llanterna amb 2 piles AA (1.5 V cadascuna) en sèrie fa funcionar la bombeta a 3 V. Amb la relació d'aquest experiment, explica per què afegir una tercera pila AA en sèrie faria cremar la bombeta més de pressa.
La física al darrere d'aquest experiment
Fonts EMF en sèrie
Les bateries cablejades en sèrie amb polaritat coincident sumen els seus EMF directament: EMF_total = b1 + b2. L'únic corrent de malla resultant és llavors I = EMF_total/R, per la llei d'Ohm aplicada a la font combinada.
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
- Instruments ideals: amperímetres i voltímetres no pertorben el circuit
- Bombetes en sèrie: corrent compartit, bombetes més tènues
- 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