Rezistory paralelně: proud se dělí
1 · Predikuj
Dva rezistory jsou zapojeny paralelně (vedle sebe) přes baterii 6 V, takže oba vidí plné napětí baterie. Když zvětšíš hodnotu druhého rezistoru, jde celkový proud odebíraný z baterie nahoru, nebo dolů?
- Celkový proud jde nahoru, jak R2 roste.
- Celkový proud na R2 nezávisí.
- Celkový proud jde dolů — větší větev R2 nese méně proudu a druhá větev je nedotčena.
2 · Sestavení
- Otevři předvolbu parallel-resistors a stiskni Resetovat. R1 = 100 Ω je pevný; baterie dodává 6 V přes obě větve.
- Zapni odečet proudu na obou rezistorech a baterii.
- Nastav hodnotu R2 pro každý pokus a zapiš celkový proud odebíraný z baterie.
3 · Sbírej data
| Rezistor R2 (Ω) | Ekvivalentní odpor R_p (Ω) | Celkový proud I_total (A) |
|---|---|---|
| 100.00 | ||
| 150.00 | ||
| 200.00 |
Vynes celkový proud I_total (osa y) proti 1/R2 (osa x) pro své tři pokusy.
4 · Analyzuj
- Pro jeden pokus spočti R_p = 1/(1/R1 + 1/R2), pak I_total = E/R_p s E = 6 V, R1 = 100 Ω. Porovnej s tabulkou. Také ověř, že I_total = E/R1 + E/R2 dává stejnou odpověď.
- Proud větve R1 zůstává pevně na E/R1 = 0.06 A bez ohledu na R2. Vysvětli, proč proud každé paralelní větve závisí jen na jejím vlastním odporu, ne na větvi druhé.
5 · Rozšiř
- Domácí zásuvky jsou zapojeny paralelně, ne sériově, takže každý spotřebič vidí nezávisle plných 120 V (nebo 230 V). Vysvětli, proč sériové zapojení by bylo nepraktické pro dům plný nezávisle přepínaných spotřebičů.
- Výsledný odpor paralelní kombinace je vždy menší než kterýkoli jednotlivý rezistor. Vysvětli, proč přidání druhé proudové cesty může proudění náboje jen usnadnit (nikdy ztížit).
Fyzika za tímto experimentem
Paralelní odpor
Rezistory paralelně se kombinují převrácenými hodnotami: 1/R_p = 1/R1 + 1/R2. Každá větev vidí plné napětí zdroje a odebírá vlastní proud nezávisle, I = V/R pro tu větev samotnou.
Obvody
- Ohmův zákon: proud, napětí a odpor
- Rezistory v sérii: odpory se sčítají
- Žárovka s vypínačem: disipace výkonu v žárovce
- Baterie v sérii: EMF se sčítají
- Ideální měřidla: ampérmetr a voltmetr obvod neruší
- Žárovky v sérii: sdílený proud, tlumenější žárovky
- Žárovky paralelně: sdílené napětí, plný jas
- Zkrat žárovky: co se stane, když jednu obejdeš
- Stmívač s reostatem: spojitě proměnný odpor
- Správné umístění měřidel: ampérmetr do série, voltmetr paralelně
- Prohozená měřidla: častá kabelážní chyba
- Nabíjení RC: exponenciální přiblížení kondenzátoru