Pærer i serie: Fælles strøm, svagere pærer
1 · Forudsig
To identiske pærer er koblet i serie over et 9 V-batteri. Sammenlignet med en enkelt pære alene på samme batteri, lyser hver seriepære så kraftigere, svagere eller ens?
- Hver seriepære lyser kraftigere.
- Hver seriepære lyser svagere — de deler strømmen og spændingen.
- Hver pære lyser præcis lige så kraftigt som en enkelt pære alene.
2 · Opsætning
- Åbn forudstillingen bulbs-series, og tryk på Nulstil. Begge pærer starter med ens modstand.
- Slå strømaflæsningen til på begge pærer.
- Indstil begge pærers modstand (indbyrdes ens) for hvert forsøg, og notér den fælles strøm.
3 · Saml data
| Hver pæres modstand R (Ω) | Samlet modstand R_total (Ω) | Fælles strøm I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 150.00 |
Afbild strøm I (y-aksen) mod samlet modstand R_total (x-aksen) for dine tre forsøg.
4 · Analysér
- Beregn for ét forsøg R_total = 2R og derefter I = E/R_total med E = 9 V. Sammenlign med tabellen.
- Sammenlign denne strøm med switched-lamp-eksperimentets strøm for en enkelt pære med samme modstand. Forklar, hvorfor tilføjelsen af en ekstra pære i serie præcis halverer strømmen — og hvorfor hver pæres effekt derfor falder til en fjerdedel, ikke halvdelen, da P = I²R går som strømmen i anden potens.
5 · Udvid
- Hvis de to pærer havde forskellige modstande, ville de så lyse lige kraftigt? Brug P = I²R (samme I for begge, forskellig R) til at forudsige, hvilken der ville lyse kraftigst.
- Hvis én pære i dette seriepar brænder over (dens glødetråd knækker, reelt uendelig modstand), hvad sker der så med den anden pære? Sammenlign med short-a-bulb-eksperimentets afbryderadfærd.
Fysikken bag dette eksperiment
Seriepærer deler strømmen
Seriepærer fører samme strøm I = E/(2R), men hver pære får kun halvdelen af den samlede spænding. Da effekten er I²R med en mindre strøm, end en enlig pære ville trække, kører hver seriepære svagere.
Kredse
- Ohms lov: Strøm, spænding og modstand
- Modstande i serie: Modstandsværdier lægges sammen
- Modstande parallelt: Strømmen deles
- En lampe med afbryder: Effektomsætning i en pære
- Batterier i serie: EMF'er lægges sammen
- Ideelle måleinstrumenter: Amperemetre og voltmetre forstyrrer ikke kredsen
- Pærer parallelt: Fælles spænding, fuld lysstyrke
- Kortslutning af en pære: Hvad sker der, når du omgår én
- En reostat-dimmer: Kontinuerligt variabel modstand
- Korrekt instrumentplacering: Amperemeter i serie, voltmeter parallelt
- Byttede instrumenter: En almindelig koblingsfejl
- RC-opladning: En kondensators eksponentielle tilnærmelse