Obvody

Žárovka s vypínačem

Přepni vypínač — žárovka svítí, jas ∝ výkon

Žárovka s vypínačem — interaktivní simulace Obvody. Přepni vypínač — žárovka svítí, jas ∝ výkon Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.

Ovládání vypínačem

Vypínač v sérii určuje, zda proud dorazí k žárovce. Když je zavřený, lampa svítí; jas závisí na výkonu.

Otevření vypínače přeruší smyčku a zastaví proud. Zavření dokončí cestu, takže výkon P = I·V se dostane k vláknu žárovky.

• P = I·V
• Otevřený vypínač → I ≈ 0

Souhrn zkoumání

Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř

Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.

Hlavní otázka

Baterie 9 V rozsvítí žárovku přes zavřený vypínač. Když vložíš žárovku s nižším odporem, svítí jasněji, nebo tlumeněji?

Predikce k zvážení

• Žárovka s nižším odporem svítí tlumeněji.
• Žárovka s nižším odporem odebírá víc proudu a disipuje víc výkonu — svítí jasněji.
• Jas na odporu žárovky nezávisí.

Role proměnných

Co nastavuješ:

• Odpor žárovky R (Ω)

Co měříš:

• Proud I (A)
• Dissipovaný výkon P (W)

Jak zkoumání probíhá

1. Otevři předvolbu switched-lamp a stiskni Resetovat. Vypínač začíná zavřený, takže baterie 9 V rozsvítí lampu.
2. Zapni odečet výkonu na lampě.
3. Nastav odpor lampy pro každý pokus a zapiš disipovaný výkon.

Řídící rovnice

Elektrický výkon (z I a R) — P = I²·R

Výkon disipovaný jako teplo a světlo v rezistivní zátěži je P = I²R. Při pevném napětí odebírá zátěž s nižším odporem víc proudu a výkon roste ještě rychleji, protože závisí na druhé mocnině proudu.

Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat

• Pro jeden pokus spočti I = E/R s E = 9 V, pak P = I²R (nebo ekvivalentně E²/R). Porovnej s tabulkou.
• Vysvětli, proč žárovka s nižším odporem, která odebírá víc proudu při stejném napětí, disipuje víc výkonu — jas skutečné žárovky roste s výkonem.

Kde se to objevuje mimo laboratoř

• Žárovka „100 W“ na 120 V odebírá asi 0.83 A a má za tepla odpor asi 144 Ω. Pomocí P = E²/R vysvětli, proč žárovka s „vyšším wattáží“ na stejné napětí musí mít NIŽŠÍ odpor, ne vyšší.
• Vláknům žárovek často selžou právě při zapnutí, když jsou studená a jejich odpor je nejnižší. Pomocí svého vztahu výkonu vysvětli, proč náraz proudu (a výkonu) je v ten okamžik nejvyšší.

• AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
• AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
• IB Physics — B.5 Current and circuits
• General High School Physics — Electricity & DC circuits
• NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields

1. Vítej v Žárovce s vypínačem
2. Vyber žárovku
3. Stiskni Spustit
4. Přepni vypínač
5. Otevři panel Vlastnosti
6. Povedlo se!

Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.

Otevřít interaktivní laboratoř →

Stáhnout pracovní list →

Ohmův zákon