Βραχυκύκλωμα λάμπας: Τι συμβαίνει όταν παρακάμπτεις μία

1 · Πρόβλεψε

Δύο λάμπες (lampA, lampB) είναι σε σειρά. Διακόπτης, συνδεδεμένος παράλληλα πάνω στη lampB, είναι αρχικά ανοιχτός. Αν τον κλείσεις — δημιουργώντας συντόμευση μηδενικής αντίστασης γύρω από τη lampB — τι θα γίνει με τη φωτεινότητα της lampA;

• Η lampA αχνίζει όταν κλείνει ο διακόπτης.
• Η φωτεινότητα της lampA δεν αλλάζει.
• Το κλείσιμο του διακόπτη παρακάμπτει τη lampB, ώστε η lampA παίρνει τώρα την πλήρη ένταση κυκλώματος — φωτίζει περισσότερο.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή short-a-bulb και πάτησε Επαναφορά. Και οι δύο λάμπες ξεκινούν με ίση αντίσταση (100 Ω)· ο διακόπτης ξεκινά ανοιχτός.
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη έντασης και στις δύο λάμπες.
3. Κατέγραψε την ένταση της lampA με τον διακόπτη ανοιχτό, μετά κλείσε τον διακόπτη και κατέγραψέ την ξανά.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Φτιάξε ραβδόγραμμα συγκρίνοντας την ένταση της lampA στις περιπτώσεις ανοιχτού και κλειστού διακόπτη.

4 · Ανάλυση

1. Με τον διακόπτη ανοιχτό, και οι δύο λάμπες είναι σε σειρά: I = E/(2R) χρησιμοποιώντας E = 9 V, R = 100 Ω. Με κλειστό, η lampB (100 Ω) παρακάμπτεται από τον διακόπτη 0 Ω, αφήνοντας μόνο την lampA: I = E/R.
2. Εξήγησε γιατί διαδρομή μηδενικής αντίστασης παράλληλα με τη lampB μεταφέρει όλη την ένταση, αφήνοντας μηδενική ένταση μέσα από την ίδια τη lampB μόλις κλείσει ο διακόπτης.

5 · Επέκταση

1. Η ισχύς της lampA ανεβαίνει τέσσερις φορές όταν κλείνει ο διακόπτης — η ένταση διπλασιάζεται, και το P = I²R εξαρτάται από το τετράγωνό της (ο ίδιος συλλογισμός με το switched-lamp). Από πού προέρχεται αυτή η επιπλέον ισχύς — δούλευε η μπαταρία εξίσου σκληρά και στις δύο περιπτώσεις;
2. Πραγματικός διακόπτης έχει μικρή αλλά μη μηδενική αντίσταση όταν κλείνει. Θα άλλαζε αυτό το ποιοτικό αποτέλεσμα εδώ (φωτισμός της lampA), ή μόνο οι ακριβείς αριθμοί;

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής