Virtapiirit
Oikosulje lamppu
Sulje kytkin oikosulkeaksesi lampun B; lamppu A saa sitten koko jännitteen ja kirkastuu.
Oikosulje lamppu – interaktiivinen Virtapiirit-simulaatio. Sulje kytkin oikosulkeaksesi lampun B; lamppu A saa sitten koko jännitteen ja kirkastuu. Ilmainen selaimessa toimiva virtuaalinen fysiikkalaboratorio, jossa on reaaliaikaiset SI-mittaukset ja opastettu tutoriaali.
Haaran oikosulkeminen
Kytkimen sulkeminen lampun yli ohittaa sen lähes nollaresistanssisella reitillä.
Ideaali oikosulku vie lampun B yli olevan jännitteen ~0:iin, kun taas lamppu A saa suuremman osan tulojännitteestä ja kirkastuu.
- Oikosulku ≈ 0 Ω ohitus
- Virta suosii pienen R:n reittiä
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 lamppua (lampA, lampB) on sarjassa. Kytkin, joka on kytketty rinnakkain lampun B yli, alkaa avoimena. Jos suljet sen – luoden nollaresistanssisen oikoreitin lampun B ympäri – mitä lampun A kirkkaudelle tapahtuu?
Punniteltavat ennusteet
- Lamppu A himmenee, kun kytkin sulkeutuu.
- Lampun A kirkkaus ei muutu.
- Kytkimen sulkeminen ohittaa lampun B, joten lamppu A saa nyt koko piirivirran – se kirkastuu.
Muuttujien roolit
Mitä asetat:
- Kytkimen tila (0 = avoin, 1 = suljettu)
Mitä mittaat:
- Lampun A virta I (A)
Miten tutkimus etenee
- Avaa lampun oikosulku -esiasetus ja paina Nollaa. Molemmat lamput alkavat yhtä suurilla resistansseilla (100 Ω); kytkin alkaa avoimena.
- Ota käyttöön virran lukema molemmista lampuista.
- Kirjaa lampun A virta kytkimen ollessa avoin, sulje sitten kytkin ja kirjaa se uudelleen.
Hallitseva yhtälö
Haaran oikosulkeminen — V = I·R
Nollaresistanssinen reitti rinnakkain komponentin kanssa kantaa virran kyseisen komponentin sijaan (koska virta seuraa pienimmän resistanssin reittiä), efektiivisesti poistaen sen piiristä – tätä kutsutaan komponentin ”oikosulkemiseksi”.
Mitä tulostettava työarkki pyytää opiskelijoita selvittämään
- Kytkimen ollessa avoin molemmat lamput ovat sarjassa: I = E/(2R) arvoilla E = 9 V, R = 100 Ω. Suljettuna lamppu B (100 Ω) ohitetaan 0 Ω kytkimellä, jolloin jäljelle jää vain lamppu A: I = E/R.
- Selitä, miksi lampun B kanssa rinnakkainen nollaresistanssinen reitti kantaa kaiken virran, jättäen nollavirran lampun B itsensä läpi, kun kytkin sulkeutuu.
Missä tämä näkyy laboratorion ulkopuolella
- Lampun A teho nousee nelinkertaiseksi, kun kytkin sulkeutuu – virta kaksinkertaistuu, ja P = I²R kasvaa sen neliönä (sama päättely kuin kytketyssä lampussa). Minne ylimääräinen teho tulee – työskentelikö paristo yhtä lujaa molemmissa tapauksissa?
- Todellisella kytkimellä on pieni mutta nollasta poikkeava resistanssi suljettuna. Muuttaisiko se tämän kvalitatiivista tulosta (lampun A kirkastuminen) vai vain tarkat luvut?
- 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
- Tervetuloa lampun oikosulkuun
- Valitse lamppu A
- Paina Toista
- Ohita lamppu
- Avaa Ominaisuudet-paneeli
- Onnistuit!
Avaa interaktiivinen simulaatio rakentaaksesi kohtauksen, paina Toista ja tutki reaaliaikaisten mittausten ja opastetun tutoriaalin kanssa.
Avaa interaktiivinen laboratorio →