Κυκλώματα

Μπαταρίες σε σειρά

Δύο ΕΜΔ προστίθενται σε σειρά

Μπαταρίες σε σειρά — διαδραστική προσομοίωση Κυκλώματα. Δύο ΕΜΔ προστίθενται σε σειρά Δωρεάν εικονικό εργαστήριο φυσικής στον φυλλομετρητή με ζωντανές μετρήσεις σε μονάδες SI και καθοδηγούμενο μάθημα.

Μπαταρίες σε σειρά

Ιδανικές μπαταρίες σε σειρά προσθέτουν τις EMF τους, αυξάνοντας την τάση διαθέσιμη στο φορτίο.

Δύο στοιχεία των 6 V σε σειρά συμπεριφέρονται ως μία πηγή 12 V. Ο ίδιος αντιστάτης τότε αντλεί διπλάσια ένταση από ένα μόνο στοιχείο.

• ε_total = ε₁ + ε₂
• I = ε_total / R

Σύνοψη έρευνας

Σχεδίασε την ερώτηση πριν ανοίξεις το εργαστήριο

Η σύνοψη κατοπτρίζει την προαποτυπωμένη σελίδα: η βασική ερώτηση, οι αντικρουόμενες προβλέψεις, οι ρόλοι των μεταβλητών, οι κύριοι νόμοι, η διάταξη, η ανάλυση και οι προεκτάσεις παραμένουν ορατά και με αυτή τη σειρά.

Βασική ερώτηση

Δύο μπαταρίες 6 V συνδέονται σε σειρά (ίδιος προσανατολισμός) οδηγώντας έναν αντιστάτη. Συμπεριφέρεται το κύκλωμα ως μία πηγή 6 V ή ως μεγαλύτερη συνδυασμένη πηγή;

Προβλέψεις προς σταθμίσει

• Οι EMF προστίθενται — το κύκλωμα συμπεριφέρεται ως μία πηγή 12 V.
• Το κύκλωμα συμπεριφέρεται ως ο μέσος όρος, 6 V.
• Οι μπαταρίες αλληλοαναιρούνται, οδηγώντας καμία ένταση.

Ρόλοι μεταβλητών

Τι ρυθμίζεις:

• EMF μπαταρίας b2 (V)

Τι μετράς:

• Συνολική EMF (V)
• Ένταση I (A)

Πώς εκτελείται η έρευνα

1. Άνοιξε την προεπιλογή series-batteries και πάτησε Επαναφορά. Το b1 = 6 V είναι σταθερό· το R1 = 100 Ω είναι σταθερό.
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη έντασης στο R1.
3. Ρύθμισε την EMF του b2 για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την ένταση κυκλώματος.

Κυρίαρχη εξίσωση

Πηγές EMF σε σειρά — V = I·R

Μπαταρίες συνδεδεμένες σε σειρά με ταιριαστή πολικότητα προσθέτουν τις EMF τους ευθέως: EMF_total = b1 + b2. Το μοναδικό προκύπτον ρεύμα βρόχου είναι τότε I = EMF_total/R, με τον νόμο Ohm εφαρμοσμένο στην συνδυασμένη πηγή.

Τι ζητά να επεξεργαστούν οι μαθητές το εκτυπώσιμο φύλλο εργασίας

• Για μία δοκιμή, υπολόγισε τη συνολική EMF = b1 + b2 χρησιμοποιώντας b1 = 6 V, μετά I = EMF_total/R1 χρησιμοποιώντας R1 = 100 Ω. Σύγκρινε με τον πίνακα.
• Εξήγησε γιατί δύο μπαταρίες συνδεδεμένες στον ίδιο προσανατολισμό (θετικός ακροδέκτης σε αρνητικό ακροδέκτη) προσθέτουν τις EMF τους, με τον ίδιο τρόπο που οι αντιστάσεις σειράς προστίθενται.

Πού εμφανίζεται αυτό πέρα από το εργαστήριο

• Αν το b2 γύριζε ανάποδα (συνδεδεμένο ανάποδα), η EMF του θα αφαιρούνταν αντί να προστίθεται: συνολική EMF = b1 − b2. Εξήγησε γιατί η αντιστροφή μιας μπαταρίας σε ζεύγος σειράς αντιμάχεται την άλλη.
• Ένας φακός με 2 μπαταρίες AA (1.5 V η κάθε μία) σε σειρά τρέχει τη λάμπα του στα 3 V. Χρησιμοποιώντας τη σχέση αυτού του πειράματος, εξήγησε γιατί η προσθήκη τρίτης μπαταρίας AA σε σειρά θα έκαιγε τη λάμπα ταχύτερα.

• 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. Καλώς όρισες στις Μπαταρίες σε σειρά
2. Επίλεξε τον αντιστάτη
3. Πάτησε Αναπαραγωγή
4. Οι EMF προστίθενται
5. Άνοιξε το πάνελ Ιδιότητες
6. Το κατάφερες!

Άνοιξε τη διαδραστική προσομοίωση για να χτίσεις τη σκηνή, πάτησε Αναπαραγωγή και εξερεύνησε με ζωντανές μετρήσεις και καθοδηγούμενο μάθημα.

Άνοιγμα Διαδραστικού Εργαστηρίου →

Λήψη φύλλου εργασίας →

Νόμοι Kirchhoff για κυκλώματα