مقاومتهای سری: مقاومتها جمع میشوند
1 · پیشبینی
دو مقاومت به سری (پشت سر هم) روی باتری 12 V بسته شدهاند. اگر مقدار مقاومت دوم را زیاد کنید، آیا همچنان همان جریان از هر دو میگذرد؟
- نه — جریان میان دو مقاومت تقسیم میشود.
- بله — اجزای سری دقیقاً یک جریان را شریکاند، هر قدر هم مقاومتهای فردیشان.
- جریان هر مقاومت مستقلاً به مقاومت خودش تنظیم میشود.
2 · آمادهسازی
- پیشتنظیمی series-resistors را باز کنید و Reset را بفشارید. R1 = 100 Ω ثابت است؛ باتری 12 V میدهد.
- قرائت جریان را روی هر دو مقاومت فعال کنید.
- مقدار R2 را برای هر آزمایش تنظیم کنید و جریان (تک و مشترک) مدار را ثبت کنید.
3 · گردآوری داده
| مقاومت R2 (Ω) | مقاومت کل R_total (Ω) | جریان I (A) |
|---|---|---|
| 100.00 | ||
| 200.00 | ||
| 300.00 |
برای سه آزمایش، جریان I (محور y) را بر حسب مقاومت کل R_total (محور x) رسم کنید.
4 · تحلیل
- برای یک آزمایش، R_total = R1 + R2 و سپس I = E/R_total را با E = 12 V و R1 = 100 Ω حساب کنید. با جدول مقایسه کنید.
- از شبیهسازی تأیید کنید که قرائت جریان در R1 و R2 یکسان است. توضیح دهید چرا اجزای سری باید دقیقاً یک جریان را شریک باشند (بار جایی برای رفتن ندارد).
5 · گسترش
- چون هر دو مقاومت جریان یکسانی دارند، مقاومت بزرگتر سهم بزرگتری از 12 V میگیرد. توضیح دهید چرا V = IR یعنی ولتاژ در مدار سری به نسبت مقاومت تقسیم میشود.
- چراغهای کریسمس قدیمی سری بودند: اگر یک لامپ میسوخت، کل رشته تاریک میشد. با آنچه دربارهٔ جریان سری میدانید توضیح دهید چرا.
فیزیک پشت این آزمایش
مقاومت سری
مقاومتهای سری مستقیماً جمع میشوند: R_total = R1 + R2 + ... چون فقط یک مسیر جریان وجود دارد، همان جریان I = E/R_total از همهٔ اجزا میگذرد.