Žárovky v sérii: sdílený proud, tlumenější žárovky

1 · Predikuj

Dvě stejné žárovky jsou zapojeny sériově přes baterii 9 V. Ve srovnání s jedinou žárovkou samotnou na stejné baterii — je každá sériová žárovka jasnější, tlumenější, nebo stejná?

2 · Sestavení

  1. Otevři předvolbu bulbs-series a stiskni Resetovat. Obě žárovky začínají se stejným odporem.
  2. Zapni odečet proudu na obou žárovkách.
  3. Nastav odpor obou žárovek (stejný) pro každý pokus a zapiš sdílený proud.

3 · Sbírej data

Odpor každé žárovky R (Ω)Celkový odpor R_total (Ω)Sdílený proud I (A)
50.00
100.00
150.00

Vynes proud I (osa y) proti celkovému odporu R_total (osa x) pro své tři pokusy.

4 · Analyzuj

  1. Pro jeden pokus spočti R_total = 2R, pak I = E/R_total s E = 9 V. Porovnej s tabulkou.
  2. Porovnej tento proud s proudem experimentu switched-lamp pro jedinou žárovku stejného odporu. Vysvětli, proč přidání druhé žárovky do série přesně půlí proud — a proč výkon každé žárovky proto klesne na čtvrtinu, ne na polovinu, protože P = I²R jde s druhou mocninou proudu.

5 · Rozšiř

  1. Kdyby dvě žárovky měly různé odpory, svítily by stejně jasně? Použij P = I²R (stejné I pro obě, různé R) a predikuj, která by byla jasnější.
  2. Kdyby jedna žárovka v této sériové dvojici vyhořela (vlákno se přeruší, efektivně nekonečný odpor), co se stane s druhou žárovkou? Porovnej s chováním vypínače v experimentu short-a-bulb.

Fyzika za tímto experimentem

Sériové žárovky sdílejí proud

Sériové žárovky nesou týž proud I = E/(2R), ale každá žárovka dostane jen polovinu celkového napětí. Protože výkon je I²R s menším proudem, než by brala samotná žárovka, běží každá sériová žárovka tlumeněji.

← Zpět na experiment

Obvody

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky