Paristot sarjassa: EMF:t summautuvat
1 · Ennusta
Kaksi 6 V paristoa on kytketty sarjaan (sama suuntaus) ajamaan yksittäistä vastusta. Toimiiko piiri kuin yksi 6 V lähde vai kuin suurempi yhdistetty lähde?
- EMF:t summautuvat – piiri toimii kuin yksi 12 V lähde.
- Piiri toimii kuin keskiarvo, 6 V.
- Paristot kumoutuvat ajamatta virtaa.
2 · Kokoa
- Avaa sarjaparistot-esiasetus ja paina Nollaa. b1 = 6 V on kiinteä; R1 = 100 Ω on kiinteä.
- Ota käyttöön virran lukema kohdasta R1.
- Aseta b2:n EMF jokaiselle suoritukselle ja kirjaa piirivirta.
3 · Kerää data
| Pariston b2 EMF (V) | Kokonais-EMF (V) | Virta I (A) |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 9.00 |
Kuvaa virta I (y-akseli) kokonais-EMF:ää vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi.
4 · Analysoi
- Yhdelle suoritukselle laske kokonais-EMF = b1 + b2 arvolla b1 = 6 V, sitten I = EMF_total/R1 arvolla R1 = 100 Ω. Vertaa taulukkoon.
- Selitä, miksi kaksi samaan suuntaukseen (positiivinen napa negatiiviseen napaan) kytkettyä paristoa summaavat EMF:nsä, samalla tavalla kuin sarjaresistanssit summautuvat.
5 · Laajenna
- Jos b2 käännetään (kytketty takaperin), sen EMF vähennettäisiin summaamisen sijaan: kokonais-EMF = b1 − b2. Selitä, miksi yhden pariston kääntäminen sarjaparissa toimii toista vastaan.
- Taskulamppu, jossa on 2 AA-paristoa (1.5 V kumpikin) sarjassa, käyttää lamppuaan arvossa 3 V. Käyttäen tämän kokeen suhdetta selitä, miksi kolmannen AA-pariston lisääminen sarjaan tekisi lampun palamisesta nopeampaa.
Tämän kokeen fysiikka
Sarjan EMF-lähteet
Sarjaan samalla polariteetilla kytketyt paristot summaavat EMF:nsä suoraan: EMF_total = b1 + b2. Syntynyt yksittäinen silmukkavirta on sitten I = EMF_total/R Ohmin lain mukaan sovellettuna yhdistettyyn lähteeseen.
Virtapiirit
- Ohmin laki: virta, jännite ja resistanssi
- Vastukset sarjassa: resistanssit summautuvat
- Vastukset rinnakkain: virta jakautuu
- Kytketty lamppu: teho haihtuu lampussa
- Ideaaliset mittarit: ampeeri- ja volttimittarit eivät häiritse piiriä
- Lamput sarjassa: jaettu virta, himmeämmät lamput
- Lamput rinnakkain: jaettu jännite, täysi kirkkaus
- 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