Lambi lühistamine: mis juhtub, kui viid ühest mööda
1 · Ennusta
Kaks lampi (lampA, lampB) on jadamisi. Lüliti, ühendatud rööpselt lampB üles, on algselt avatud. Kui sa selle sulged — luues nulltakistusega otsetee lampB ümber — mis juhtub lambi A heledusega?
- LampA tuhmistub, kui lüliti sulgub.
- Lambi A heledus ei muutu.
- Lüliti sulgemine viib lampB-st mööda, seega lampA saab nüüd kogu vooluringi voolu — ta muutub heledamaks.
2 · Seadista
- Ava lambi lühistamise eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Mõlemad lambid alustavad võrdse takistusega (100 Ω); lüliti algab avatuna.
- Lülita sisse mõlema lambi voolu näit.
- Kirjuta lampA vool üles avatud lülitiga, seejärel sulge lüliti ja kirjuta see uuesti üles.
3 · Kogu andmeid
| Lüliti olek (0 = avatud, 1 = suletud) | Lambi A vool I (mA) |
|---|---|
| 0 | |
| 1 |
Tee tulpdiagramm, mis võrdleb lambi A voolu avatud-lüliti ja suletud-lüliti juhtudel.
4 · Analüüsi
- Avatud lülitiga on mõlemad lambid jadamisi: I = E/(2R), kasutades E = 9 V, R = 100 Ω. Suletult on lampB (100 Ω) lühistatud 0 Ω lülitiga, jättes järele ainult lambi A: I = E/R.
- Selgita, miks nulltakistusega tee rööpselt lampB-ga kannab kogu voolu, jättes lampB endasse null voolu, kui lüliti sulgub.
5 · Laienda
- Lambi A võimsus tõuseb neli korda, kui lüliti sulgub — vool kahekordistub ja P = I²R käitub tema ruudu järgi (sama arutlus kui lülitatud lambi omal). Kust see täiendav võimsus tuleb — kas patarei töötas mõlemal juhul ühepalju raskelt?
- Päris lülitil on tilluke, kuid nullist erinev takistus suletuna. Kas see muudaks siin kvalitatiivset tulemust (lampA heledamaks muutumine) või ainult täpseid numbreid?
Selle eksperimendi füüsika
Haru lühistamine
Nulltakistusega tee rööpselt komponendiga kannab voolu selle komponendi asemel (kuna vool järgib vähima takistuse teed), eemaldades ta sisuliselt vooluringist — seda kutsutakse komponendi „lühistamiseks“.
Vooluringid
- Ohmi seadus: vool, pinge ja takistus
- Jadaühenduses takistid: takistused liituvad
- Rööpühenduses takistid: vool jaguneb
- Lülitiga lamp: hajuvõimsus lambis
- Patareid jadamisi: EMF-id liituvad
- Idealsed mõõteriistad: ampermeeter ja voltmeeter ei sega vooluringi
- Lambid jadamisi: jagatud vool, tuhmimad lambid
- Lambid rööpselt: jagatud pinge, täielik heledus
- Reostaat-dimmer: pidevalt muudetav takistus
- Õige mõõteriistade paigutus: ampermeeter jadamisi, voltmeeter rööpselt
- Vahetatud mõõteriistad: levinud ühendusviga
- RC laadimine: kondensaatori eksponentlik lähenemine