Strujni krugovi

Žarulja s prekidačem

Prebaci prekidač — žarulja svijetli, svjetlina ∝ snaga

Žarulja s prekidačem — interaktivna simulacija: Strujni krugovi. Prebaci prekidač — žarulja svijetli, svjetlina ∝ snaga Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Upravljanje prekidačem

Prekidač u seriji određuje dopire li struja do žarulje. Kad je zatvoren, svjetiljka svijetli; svjetlina ovisi o snazi.

Otvaranje prekidača prekida petlju i zaustavlja struju. Zatvaranje dovršava put tako da se snaga P = I·V isporučuje vlaknu žarulje.

• P = I·V
• Otvoren prekidač → I ≈ 0

Sažetak istraživanja

Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij

Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.

Središnje pitanje

Baterija od 9 V pali žarulju kroz zatvoren prekidač. Ako staviš žarulju nižeg otpora, svijetli li jače ili slabije?

Predviđanja za odvagnuti

• Žarulja nižeg otpora svijetli slabije.
• Žarulja nižeg otpora vuče više struje i disipira više snage — svijetli jače.
• Svjetlina ne ovisi o otporu žarulje.

Uloge varijabli

Što postavljaš:

• Otpor žarulje R (Ω)

Što mjeriš:

• Struja I (A)
• Disipirana snaga P (W)

Kako istraživanje teče

1. Otvori postav switched-lamp i pritisni Resetiraj. Prekidač počinje zatvoren, pa baterija od 9 V pali svjetiljku.
2. Omogući očitanje snage na svjetiljki.
3. Postavi otpor svjetiljke za svaki pokušaj i zabilježi disipiranu snagu.

Odgovarajuća jednadžba

Električna snaga (iz I i R) — P = I²·R

Snaga disipirana kao toplina i svjetlost u omskom trošilu jest P = I²R. Pri fiksnom naponu, trošilo nižeg otpora vuče više struje, a snaga raste još brže jer ovisi o kvadratu struje.

Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade

• Za jedan pokušaj izračunaj I = E/R koristeći E = 9 V, zatim P = I²R (ili ekvivalentno E²/R). Usporedi s tablicom.
• Objasni zašto žarulja nižeg otpora, koja vuče više struje pri istom naponu, na kraju disipira više snage — svjetlina prave žarulje skalira se sa snagom.

Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija

• Žarulja „100 W“ na 120 V vuče oko 0.83 A i ima otpor oko 144 Ω kad je vruća. Koristeći P = E²/R, objasni zašto žarulja „veće snage“ ocijenjena za isti napon mora imati NIŽI otpor, ne viši.
• Vlakna žarulja s užarenim vlaknom često otkazuju upravo pri uključivanju, kad su hladna i njihov otpor najniži. Koristeći svoj odnos snage, objasni zašto je navala struje (i snage) najveća u tom trenutku.

• 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

1. Dobro došli u žarulju s prekidačem
2. Odaberi žarulju
3. Pritisni Pokreni
4. Prebaci prekidač
5. Otvori ploču Svojstva
6. Uspjelo ti je!

Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Otvori interaktivni laboratorij →

Preuzmi radni list →

Ohmov zakon