एक स्विच्ड लैंप: एक बल्ब में बिजली अपव्यय
1 · भविष्यवाणी
एक 9 V बैटरी एक बंद स्विच के माध्यम से एक बल्ब जलाती है। यदि आप कम प्रतिरोध वाले बल्ब को बदलते हैं, तो क्या यह अधिक चमकीला या मंद चमकता है?
- lower-resistance बल्ब मंद चमकता है।
- lower-resistance बल्ब अधिक करंट खींचता है और अधिक शक्ति का क्षय करता है - यह अधिक चमकीला होता है।
- चमक बल्ब के प्रतिरोध पर निर्भर नहीं करती।
2 · सेट अप
- switched-lamp प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। स्विच बंद होने लगता है, इसलिए 9 V बैटरी लैंप जलाती है।
- लैंप पर पावर रीडआउट सक्षम करें।
- प्रत्येक परीक्षण के लिए लैंप का प्रतिरोध सेट करें और व्यय हुई शक्ति को रिकॉर्ड करें।
3 · डेटा एकत्रित करें
| बल्ब प्रतिरोध आर (Ω) | वर्तमान I (mA) | शक्ति नष्ट हो गई पी (W) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 150.00 |
अपने तीन परीक्षणों के लिए 1 /R (x-अक्ष) के विरुद्ध पावर P (y-अक्ष) प्लॉट करें।
4 · विश्लेषण करें
- एक परीक्षण के लिए, E = 9 V का उपयोग करके I = E/R की गणना करें, फिर P = I²R (या समकक्ष E²/R). तालिका से तुलना करें।
- बताएं कि क्यों एक lower-resistance बल्ब, जो एक ही वोल्टेज पर अधिक करंट खींचता है, अधिक शक्ति का क्षय करता है - एक वास्तविक बल्ब में चमक शक्ति के साथ मापी जाती है।
5 · विस्तार
- 120 V पर एक '100 W' प्रकाश बल्ब लगभग 0.83 A खींचता है और गर्म होने पर इसका प्रतिरोध लगभग 144 Ω होता है। P = E²/R, का उपयोग करके समझाएं कि समान वोल्टेज के लिए रेटेड 'उच्च वाट क्षमता' वाले बल्ब का प्रतिरोध कम क्यों होना चाहिए, अधिक नहीं।
- गरमागरम फिलामेंट्स अक्सर चालू होने पर, जब वे ठंडे होते हैं और उनका प्रतिरोध सबसे कम होता है, ठीक से विफल हो जाते हैं। अपने शक्ति संबंध का उपयोग करते हुए बताएं कि उस समय धारा (और शक्ति) की वृद्धि सबसे अधिक क्यों होती है।
इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी
विद्युत शक्ति (I और R से)
प्रतिरोधक भार में गर्मी और प्रकाश के रूप में नष्ट होने वाली शक्ति P = I²R है, जो निश्चित वोल्टेज पर P = V²/R के समान है। कम-प्रतिरोध वाला लोड अधिक धारा खींचता है और अधिक शक्ति नष्ट करता है, लेकिन प्रतिरोध बदलने पर शक्ति और धारा एक ही कारक से बदलते हैं — R को आधा करने से दोनों दोगुने होते हैं, शक्ति चार गुना नहीं होती, क्योंकि I बढ़ते हुए भी R स्वयं घटता है।
परिपथ
- ओम का नियम: धारा, वोल्टेज और प्रतिरोध
- श्रृंखला में प्रतिरोधक: प्रतिरोध जोड़ें
- समानांतर में प्रतिरोधक: धारा विभाजन
- श्रृंखला में बैटरियां: ईएमएफ जोड़ें
- आदर्श मीटर: एमीटर और वोल्टमीटर परिपथ को परेशान नहीं करते हैं
- शृंखला में बल्ब: साझा करंट, डिमर बल्ब
- समानांतर में बल्ब: समान वोल्टेज, पूर्ण चमक
- एक बल्ब को छोटा करना: जब आप एक को बायपास करते हैं तो क्या होता है
- एक रिओस्टेट डिमर: लगातार परिवर्तनशील प्रतिरोध
- सही मीटर प्लेसमेंट: श्रृंखला में एमीटर, समानांतर में वोल्टमीटर
- मीटरों की अदला-बदली: वायरिंग से जुड़ी एक आम गलती
- आरसी चार्जिंग: एक संधारित्र का घातीय दृष्टिकोण