Κυκλώματα

Αντιστάσεις σε σειρά

Ίδια ένταση, μοιρασμένη τάση (διαιρέτης τάσης)

Αντιστάσεις σε σειρά — διαδραστική προσομοίωση Κυκλώματα. Ίδια ένταση, μοιρασμένη τάση (διαιρέτης τάσης) Δωρεάν εικονικό εργαστήριο φυσικής στον φυλλομετρητή με ζωντανές μετρήσεις σε μονάδες SI και καθοδηγούμενο μάθημα.

Αντιστάτες σε σειρά

Αντιστάτες σε σειρά μοιράζονται την ίδια ένταση αλλά μοιράζουν την τάση τροφοδοσίας — διαιρέτης τάσης.

Το φορτίο ρέει μέσα από μία διαδρομή, ώστε κάθε στοιχείο σε σειρά μεταφέρει την ίδια ένταση. Κάθε αντιστάτης πέφτει ένα τμήμα της συνολικής τάσης ανάλογο της αντίστασής του.

• Η I είναι η ίδια μέσα από κάθε αντιστάτη
• V_total = V₁ + V₂

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 αντιστάτες συνδέονται σε σειρά (ο ένας μετά τον άλλον) σε μπαταρία 12 V. Αν αυξήσεις την τιμή του δεύτερου αντιστάτη, εξακολουθεί η ίδια ένταση να ρέει μέσα από και τους δύο;

Προβλέψεις προς σταθμίσει

• Όχι — η ένταση μοιράζεται μεταξύ των δύο αντιστατών.
• Ναι — τα στοιχεία σε σειρά μοιράζονται ακριβώς μία ένταση, ό,τι κι αν είναι οι επιμέρους αντιστάσεις τους.
• Η ένταση μέσω κάθε αντιστάτη ορίζεται ανεξάρτητα από τη δική του αντίσταση.

Ρόλοι μεταβλητών

Τι ρυθμίζεις:

• Αντιστάτης R2 (Ω)

Τι μετράς:

• Συνολική αντίσταση R_total (Ω)
• Ένταση I (A)

Πώς εκτελείται η έρευνα

1. Άνοιξε την προεπιλογή series-resistors και πάτησε Επαναφορά. Το R1 = 100 Ω είναι σταθερό· η μπαταρία παρέχει 12 V.
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη έντασης και στους δύο αντιστάτες.
3. Ρύθμισε την τιμή του R2 για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την (μοναδική, κοινή) ένταση κυκλώματος.

Κυρίαρχη εξίσωση

Αντίσταση σειράς — V = I·R

Αντιστάτες σε σειρά προστίθενται ευθέως: R_total = R1 + R2 + ... Εφόσον υπάρχει μόνο μία διαδρομή έντασης, η ίδια ένταση I = E/R_total ρέει μέσα από κάθε στοιχείο.

Τι ζητά να επεξεργαστούν οι μαθητές το εκτυπώσιμο φύλλο εργασίας

• Για μία δοκιμή, υπολόγισε R_total = R1 + R2, μετά I = E/R_total χρησιμοποιώντας E = 12 V, R1 = 100 Ω. Σύγκρινε με τον πίνακα.
• Επιβεβαίωσε από την προσομοίωση ότι η ένδειξη έντασης είναι πανομοιότυπη στο R1 και στο R2. Εξήγησε γιατί τα στοιχεία σε σειρά πρέπει να μοιράζονται ακριβώς μία ένταση (δεν υπάρχει πουθενά αλλού να πάει το φορτίο).

Πού εμφανίζεται αυτό πέρα από το εργαστήριο

• Εφόσον και οι δύο αντιστάτες μοιράζονται την ίδια ένταση, ο μεγαλύτερος αντιστάτης παίρνει το μεγαλύτερο μερίδιο των 12 V. Εξήγησε γιατί το V = IR σημαίνει ότι η τάση διαιρείται αναλογικά με την αντίσταση σε κύκλωμα σειράς.
• Τα παλαιά φωτάκια Χριστουγέννων ήταν συνδεδεμένα σε σειρά: αν μια λάμπα έκαιγε, ολόκληρη η σειρά σκοτείνιαζε. Εξήγησε γιατί, χρησιμοποιώντας ό,τι ξέρεις για την ένταση σειράς.

• 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 στους Αντιστάτες σε σειρά
2. Επίλεξε τον πρώτο αντιστάτη
3. Πάτησε Αναπαραγωγή
4. Μοιρασμένη τάση
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 →

Νόμος Ohm