Virtapiirit

Vastukset sarjassa

Sama virta, jaettu jännite (jännitejakaja)

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

Vastukset sarjassa

Sarjassa olevat vastukset jakavat saman virran mutta jakavat tulojännitteen – jännitejakaja.

Varaus kulkee yhtä reittiä, joten jokainen sarjaelementti kantaa samaa virtaa. Jokainen vastus pudottaa osan kokonaisjännitteestä suhteessa resistanssiinsa.

• I on sama jokaisen vastuksen läpi
• V_total = V₁ + V₂

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 sarjaan (toisensa perään) 12 V pariston yli. Jos lisäät toisen vastuksen arvoa, virtaako sama virta edelleen molempien läpi?

Punniteltavat ennusteet

• Ei – virta jakautuu kahden vastuksen välillä.
• Kyllä – sarjakomponentit jakavat täsmälleen yhden virran, riippumatta niiden yksittäisistä resistansseista.
• Jokaisen vastuksen läpi kulkeva virta määräytyy itsenäisesti sen omasta resistanssista.

Muuttujien roolit

Mitä asetat:

• Vastus R2 (Ω)

Mitä mittaat:

• Kokonaisresistanssi R_total (Ω)
• Virta I (A)

Miten tutkimus etenee

1. Avaa sarjavastukset-esiasetus ja paina Nollaa. R1 = 100 Ω on kiinteä; paristo toimittaa 12 V.
2. Ota käyttöön virran lukema molemmista vastuksista.
3. Aseta R2:n arvo jokaiselle suoritukselle ja kirjaa (yksittäinen, jaettu) piirivirta.

Hallitseva yhtälö

Sarjaresistanssi — V = I·R

Sarjassa olevat vastukset summautuvat suoraan: R_total = R1 + R2 + ... Koska vain yksi virtareitti on olemassa, sama virta I = E/R_total kulkee jokaisen komponentin läpi.

Mitä tulostettava työarkki pyytää opiskelijoita selvittämään

• Yhdelle suoritukselle laske R_total = R1 + R2, sitten I = E/R_total arvoilla E = 12 V, R1 = 100 Ω. Vertaa taulukkoon.
• Varmenna simulaatiosta, että virran lukema on identtinen kohdassa R1 ja kohdassa R2. Selitä, miksi sarjakomponenttien on jaettava täsmälleen yksi virta (varauksella ei ole muualle mentävää).

Missä tämä näkyy laboratorion ulkopuolella

• Koska molemmat vastukset jakavat saman virran, suurempi vastus saa suuremman osan 12 V:sta. Selitä, miksi V = IR tarkoittaa, että jännite jakautuu resistanssin suhteessa sarjapiirissä.
• Vanhanmalliset joulukalut kytkettiin sarjaan: jos yksi lamppu paloi, koko sarja pimeni. Selitä miksi käyttäen tietämystäsi sarjavirrasta.

• 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 sarjavastuksiin
2. Valitse ensimmäinen vastus
3. Paina Toista
4. Jaettu jännite
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