Vastukset sarjassa: resistanssit summautuvat
1 · Ennusta
Kaksi vastusta on kytketty sarjaan (toisensa perään) 12 V pariston yli. Jos lisäät toisen vastuksen arvoa, virtaako sama virta edelleen molempien läpi?
- 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.
2 · Kokoa
- Avaa sarjavastukset-esiasetus ja paina Nollaa. R1 = 100 Ω on kiinteä; paristo toimittaa 12 V.
- Ota käyttöön virran lukema molemmista vastuksista.
- Aseta R2:n arvo jokaiselle suoritukselle ja kirjaa (yksittäinen, jaettu) piirivirta.
3 · Kerää data
| Vastus R2 (Ω) | Kokonaisresistanssi R_total (Ω) | Virta I (A) |
|---|---|---|
| 100.00 | ||
| 200.00 | ||
| 300.00 |
Kuvaa virta I (y-akseli) kokonaisresistanssia R_total vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi.
4 · Analysoi
- 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).
5 · Laajenna
- 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.
Tämän kokeen fysiikka
Sarjaresistanssi
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.
Virtapiirit
- Ohmin laki: virta, jännite ja resistanssi
- 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
- 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