Lamput rinnakkain: jaettu jännite, täysi kirkkaus
1 · Ennusta
Kaksi identtistä lamppua on kytketty rinnakkain 9 V pariston yli, kumpikin näkee koko pariston jännitteen. Verrattuna yksittäiseen lamppuun samalla paristolla, onko kukin rinnakkaislampun kirkkaampi, himmeämpi vai yhtä kirkas?
- Jokainen rinnakkaislampun on yhtä kirkas kuin yksittäinen lamppu yksinään – kumpikin näkee koko 9 V itsenäisesti.
- Jokainen rinnakkaislampun on himmeämpi, kuten sarjatapauksessa.
- Jokainen rinnakkaislampun on kirkkaampi kuin yksittäinen lamppu yksinään.
2 · Kokoa
- Avaa rinnakkaislamput-esiasetus ja paina Nollaa. Molemmat lamput alkavat yhtä suurilla resistansseilla, kumpikin koko 9 V:n yli.
- Ota käyttöön virran lukema molemmista lampuista ja paristosta.
- Aseta molempien lamppujen resistanssi (yhtä suuret keskenään) jokaiselle suoritukselle ja kirjaa yhden lampun virta ja kokonaisvirta.
3 · Kerää data
| Kunkin lampun resistanssi R (Ω) | Kunkin lampun virta I (A) | Kokonaisvirta I_total (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 150.00 |
Kuvaa kunkin lampun virta (y-akseli) arvoa 1/R vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi.
4 · Analysoi
- Yhdelle suoritukselle laske I_each = E/R arvolla E = 9 V, sitten I_total = 2·I_each. Vertaa molempia taulukkoon.
- Vertaa kunkin lampun virtaa tässä kytketty lamppu -kokeen virtaan samalle resistanssille. Selitä, miksi rinnakkaislampun palaa täsmälleen yhtä kirkkaasti kuin jos se olisi yksinään.
5 · Laajenna
- Paristosta vedetty kokonaisvirta on kaksinkertainen yksittäisen lampun virtaan verrattuna. Selitä, miksi useampien rinnakkaislamppujen lisääminen (lisää laitteita samassa pistorasiassa) tyhjentää paristoa nopeammin, vaikka kukin yksittäinen lamppu on vaikutukseton.
- Jos yksi lamppu tässä rinnakkaisparissa palaa (ääretön resistanssi), mitä toisen lampun kirkkaudelle tapahtuu? Vertaa vastaustasi sarjalamppujen kokeen palamistilanteeseen.
Tämän kokeen fysiikka
Rinnakkaislamput jakavat jännitteen
Rinnakkaislamput näkevät kumpikin koko lähdejännitteen itsenäisesti: I = E/R kullekin, täsmälleen kuin se olisi ainoa lamppu piirissä. Useampien rinnakkaislampujen lisääminen kasvattaa vedettyä kokonaisvirtaa mutta ei himmennä olemassa olevia.
Virtapiirit
- Ohmin laki: virta, jännite ja resistanssi
- Vastukset sarjassa: resistanssit summautuvat
- Vastukset rinnakkain: virta jakautuu
- Kytketty lamppu: teho haihtuu lampussa
- Paristot sarjassa: EMF:t summautuvat
- Ideaaliset mittarit: ampeeri- ja volttimittarit eivät häiritse piiriä
- Lamput sarjassa: jaettu virta, himmeämmät lamput
- Lampun oikosulkeminen: mitä tapahtuu, kun ohitat yhden
- Reostaattihimmennin: jatkuvasti muuttuva resistanssi
- Oikea mittarien sijoittelu: ampeerimittari sarjaan, volttimittari rinnakkain
- Mittarit väärinpäin: yleinen kytkentävirhe
- RC-lataus: kondensaattorin eksponentiaalinen lähestyminen