Virtapiirit

Vastukset rinnakkain

Yhteinen jännite, jaettu virta (virranjakaja)

Vastukset rinnakkain – interaktiivinen Virtapiirit-simulaatio. Yhteinen jännite, jaettu virta (virranjakaja) Ilmainen selaimessa toimiva virtuaalinen fysiikkalaboratorio, jossa on reaaliaikaiset SI-mittaukset ja opastettu tutoriaali.

Vastukset rinnakkain

Rinnakkain olevat vastukset jakavat saman jännitteen mutta jakavat virran – virranjakaja.

Jokainen haara on yhteydessä samoihin kahteen navaan, joten jokaisen vastuksen yli oleva jännite on sama. Virta jakautuu käänteen verrannollisesti resistanssiin.

• V on sama jokaisen haaran yli
• I_total = I₁ + I₂

Tutkimustiivistelmä

Suunnittele kysymys ennen laboratorion avaamista

Tiivistelmä vastaa esirendattua sivua: tutkimuskysymys, kilpailevat ennusteet, muuttujien roolit, hallitsevat lait, kokoonpano sekä analyysi- ja laajennuskysymykset pysyvät näkyvissä tässä järjestyksessä.

Tutkimuskysymys

Kaksi vastusta on kytketty rinnakkain (vieretysten) 6 V pariston yli, joten molemmat näkevät koko pariston jännitteen. Jos lisäät toisen vastuksen arvoa, nouseeko vai laskeeko paristosta vedetty kokonaisvirta?

Punniteltavat ennusteet

• Kokonaisvirta nousee R2:n kasvaessa.
• Kokonaisvirta ei riipu R2:sta.
• Kokonaisvirta laskee – suurempi R2-haara kantaa vähemmän virtaa, ja toinen haara säilyy muuttumattomana.

Muuttujien roolit

Mitä asetat:

• Vastus R2 (Ω)

Mitä mittaat:

• Ekvivalenttiresistanssi R_p (Ω)
• Kokonaisvirta I_total (A)

Miten tutkimus etenee

1. Avaa rinnakkaisvastukset-esiasetus ja paina Nollaa. R1 = 100 Ω on kiinteä; paristo toimittaa 6 V molempien haarojen yli.
2. Ota käyttöön virran lukema molemmista vastuksista ja paristosta.
3. Aseta R2:n arvo jokaiselle suoritukselle ja kirjaa paristosta vedetty kokonaisvirta.

Hallitseva yhtälö

Rinnankytkentäresistanssi — V = I·R

Rinnakkaiset vastukset yhdistyvät käänteislukujen kautta: 1/R_p = 1/R1 + 1/R2. Jokainen haara näkee koko lähdejännitteen ja vetää oman virtansa itsenäisesti, I = V/R sille haaralle yksinään.

Mitä tulostettava työarkki pyytää opiskelijoita selvittämään

• Yhdelle suoritukselle laske R_p = 1/(1/R1 + 1/R2), sitten I_total = E/R_p arvoilla E = 6 V, R1 = 100 Ω. Vertaa taulukkoon. Varmenna myös, että I_total = E/R1 + E/R2 antaa saman vastauksen.
• R1:n haaravirta pysyy kiinteänä arvossa E/R1 = 0.06 A riippumatta R2:sta. Selitä, miksi jokaisen rinnakkaisen haaran virta riippuu vain sen omasta resistanssista, ei toisen haaran resistanssista.

Missä tämä näkyy laboratorion ulkopuolella

• Kotitalouksien pistorasiat on kytketty rinnakkain, ei sarjaan, joten jokainen laite näkee koko 120 V (tai 230 V) itsenäisesti. Selitä, miksi sarjakytkentä olisi epäkäytännöllinen täyteen itsenäisesti kytkettyjä laitteita olevaan taloon.
• Rinnakkaisyhdistelmän ekvivalenttiresistanssi on aina pienempi kuin kumpikaan yksittäinen vastus. Selitä, miksi toisen virtareitin lisääminen voi tehdä varauksen virtaamisesta vain helpompaa (ei koskaan vaikeampaa).

• AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
• AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
• IB Physics — B.5 Current and circuits
• General High School Physics — Electricity & DC circuits
• NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields

1. Tervetuloa rinnakkaisvastuksiin
2. Valitse ensimmäinen vastus
3. Paina Toista
4. Jaettu virta
5. Avaa Ominaisuudet-paneeli
6. Onnistuit!

Avaa interaktiivinen simulaatio rakentaaksesi kohtauksen, paina Toista ja tutki reaaliaikaisten mittausten ja opastetun tutoriaalin kanssa.

Avaa interaktiivinen laboratorio →

Lataa työarkki →

Ohmin laki