Lülitiga lamp: hajuvõimsus lambis
1 · Ennusta
9 V patarei süütab lambi läbi suletud lüliti. Kui sa vahetad sisse madalama takistusega lambi, kas ta särama heledamalt või tuhmimalt?
- Madalama takistusega lamp säramab tuhmimalt.
- Madalama takistusega lamp tõmbab rohkem voolu ja hajutab rohkem võimsust — ta säramab heledamalt.
- Heledus ei sõltu lambi takistusest.
2 · Seadista
- Ava lülitatud lambi eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Lüliti algab suletuna, seega 9 V patarei süütab lambi.
- Lülita sisse lambi võimsuse näit.
- Sea iga katse jaoks lambi takistus ja kirjuta üles hajuvõimsus.
3 · Kogu andmeid
| Lambi takistus R (Ω) | Vool I (mA) | Hajuvõimsus P (W) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 150.00 |
Joonista võimsus P (y-telg) 1/R (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks.
4 · Analüüsi
- Arvuta ühes katses I = E/R, kasutades E = 9 V, seejärel P = I²R (samaväärselt E²/R). Võrdle tabeliga.
- Selgita, miks madalama takistusega lamp, kes tõmbab sama pinge juures rohkem voolu, lõppeb hajutades rohkem võimsust — päris lambi heledus kasvab võimsusega.
5 · Laienda
- „100 W“ hõõglamp 120 V juures tõmbab umbes 0,83 A ja tema takistus kuumana on umbes 144 Ω. Kasutades P = E²/R, selgita, miks sama pinge jaoks hinnatud „suurema võimsusega“ lamp peab olema madalama, mitte kõrgema takistusega.
- Hõõglambi niidid lähevad tihti just sisselülitamise hetkel katki, kui nad on külmad ja nende takistus madalaim. Kasutades oma võimsusseost, selgita, miks voolu (ja võimsuse) tõuge on sel hetkel kõige suurem.
Selle eksperimendi füüsika
Elektrivõimsus (I ja R kaudu)
Soojusena ja valgusena hajuv võimsus omailist takistuses on P = I²R. Fikseeritud pinge juures tõmbab madalama takistusega koormus rohkem voolu, ja võimsus kasvab veelgi kiiremini, sest ta sõltub voolu ruudust.
Vooluringid
- Ohmi seadus: vool, pinge ja takistus
- Jadaühenduses takistid: takistused liituvad
- Rööpühenduses takistid: vool jaguneb
- 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
- Lambi lühistamine: mis juhtub, kui viid ühest mööda
- Reostaat-dimmer: pidevalt muudetav takistus
- Õige mõõteriistade paigutus: ampermeeter jadamisi, voltmeeter rööpselt
- Vahetatud mõõteriistad: levinud ühendusviga
- RC laadimine: kondensaatori eksponentlik lähenemine