Baterie v sérii: EMF se sčítají
1 · Predikuj
Dvě baterie 6 V jsou zapojeny v sérii (stejná orientace) a ženou jediný rezistor. Chová se obvod jako jeden zdroj 6 V, nebo jako větší kombinovaný zdroj?
- EMF se sečtou — obvod se chová jako jediný zdroj 12 V.
- Obvod se chová jako průměr, 6 V.
- Baterie se vyruší a neženou žádný proud.
2 · Sestavení
- Otevři předvolbu series-batteries a stiskni Resetovat. b1 = 6 V je pevná; R1 = 100 Ω je pevný.
- Zapni odečet proudu na R1.
- Nastav EMF b2 pro každý pokus a zapiš proud obvodu.
3 · Sbírej data
| EMF baterie b2 (V) | Celkové EMF (V) | Proud I (A) |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 9.00 |
Vynes proud I (osa y) proti celkovému EMF (osa x) pro své tři pokusy.
4 · Analyzuj
- Pro jeden pokus spočti celkové EMF = b1 + b2 s b1 = 6 V, pak I = EMF_total/R1 s R1 = 100 Ω. Porovnej s tabulkou.
- Vysvětli, proč dvě baterie zapojené ve stejné orientaci (kladná svorka na zápornou) sčítají svá EMF, stejně jako se sčítají sériové odpory.
5 · Rozšiř
- Kdyby byla b2 přetočena (zapojena pozpátku), její EMF by se odečetla místo přičetla: celkové EMF = b1 − b2. Vysvětli, proč převrácení jedné baterie v sériové dvojici pracuje proti druhé.
- Baterka se 2 články AA (po 1.5 V) v sérii žene žárovku na 3 V. Pomocí vztahu tohoto experimentu vysvětli, proč přidání třetího článku AA v sérii by nechalo žárovku rychleji vyhořet.
Fyzika za tímto experimentem
Sériové zdroje EMF
Baterie zapojené v sérii se shodnou polaritou sčítají svá EMF přímo: EMF_total = b1 + b2. Výsledný jediný proud smyčky je pak I = EMF_total/R, podle Ohmova zákona aplikovaného na kombinovaný zdroj.
Obvody
- Ohmův zákon: proud, napětí a odpor
- Rezistory v sérii: odpory se sčítají
- Rezistory paralelně: proud se dělí
- Žárovka s vypínačem: disipace výkonu v žárovce
- 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