Λάμπα με διακόπτη: Διασκορπισμός ισχύος σε λάμπα

1 · Πρόβλεψε

Μπαταρία 9 V φωτίζει λάμπα μέσω κλειστού διακόπτη. Αν αντικαταστήσεις με λάμπα χαμηλότερης αντίστασης, λάμπει πιο φωτεινά ή πιο αχνά;

• Λάμπα χαμηλότερης αντίστασης λάμπει πιο αχνά.
• Λάμπα χαμηλότερης αντίστασης αντλεί περισσότερη ένταση και διασκορπίζει περισσότερη ισχύ — λάμπει πιο φωτεινά.
• Η φωτεινότητα δεν εξαρτάται από την αντίσταση της λάμπας.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή switched-lamp και πάτησε Επαναφορά. Ο διακόπτης ξεκινά κλειστός, ώστε η μπαταρία 9 V φωτίζει τη λάμπα.
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη ισχύος στη λάμπα.
3. Ρύθμισε την αντίσταση της λάμπας για κάθε δοκιμή και κατέγραψε τη διασκορπιζόμενη ισχύ.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χαράξε την ισχύ P (άξονας y) έναντι του 1/R (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου.

4 · Ανάλυση

1. Για μία δοκιμή, υπολόγισε I = E/R χρησιμοποιώντας E = 9 V, μετά P = I²R (ή ισοδύναμα E²/R). Σύγκρινε με τον πίνακα.
2. Εξήγησε γιατί λάμπα χαμηλότερης αντίστασης, που αντλεί περισσότερη ένταση στην ίδια τάση, καταλήγει να διασκορπίζει περισσότερη ισχύ — η φωτεινότητα σε πραγματική λάμπα κλιμακώνεται με την ισχύ.

5 · Επέκταση

1. Λάμπα «100 W» στα 120 V αντλεί περίπου 0.83 A και έχει αντίσταση περίπου 144 Ω όταν ζεσταθεί. Χρησιμοποιώντας P = E²/R, εξήγησε γιατί λάμπα «υψηλότερου wattage» βαθμονομημένη για την ίδια τάση πρέπει να έχει ΧΑΜΗΛΟΤΕΡΗ αντίσταση, όχι υψηλότερη.
2. Τα πυράκτωσης νήματα συχνά αποτυγχάνουν ακριβώς όταν ανάβουν, όταν είναι κρύα και η αντίστασή τους είναι η χαμηλότερη. Χρησιμοποιώντας τη σχέση ισχύος σου, εξήγησε γιατί το κύμα έντασης (και ισχύος) είναι υψηλότερο σε εκείνη τη στιγμή.

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής