Baterije u seriji: EMF se zbrajaju
1 · Predviđanje
Dvije baterije od 6 V spojene su u seriju (iste orijentacije) na jedan otpornik. Ponaša li se krug kao jedan izvor od 6 V ili kao veći združeni izvor?
- EMF se zbrajaju — krug se ponaša kao jedan izvor od 12 V.
- Krug se ponaša kao prosjek, 6 V.
- Baterije se poništavaju, ne tjerajući struju.
2 · Postava
- Otvori postav series-batteries i pritisni Resetiraj. b1 = 6 V fiksno; R1 = 100 Ω fiksno.
- Omogući očitanje struje na R1.
- Postavi EMF od b2 za svaki pokušaj i zabilježi struju kruga.
3 · Prikupljanje podataka
| EMF baterije b2 (V) | Ukupni EMF (V) | Struja I (A) |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 9.00 |
Nacrtaj struju I (y-os) naspram ukupnog EMF (x-os) za svoja tri pokušaja.
4 · Analiza
- Za jedan pokušaj izračunaj ukupni EMF = b1 + b2 koristeći b1 = 6 V, zatim I = EMF_total/R1 koristeći R1 = 100 Ω. Usporedi s tablicom.
- Objasni zašto dvije baterije spojene istom orijentacijom (plus priključak na minus) zbrajaju svoje EMF, isto kao serijski otpori.
5 · Proširenje
- Kad bi b2 bio okrenut (spojen obrnuto), njegov EMF bi se oduzimao umjesto zbrajao: ukupni EMF = b1 − b2. Objasni zašto obrtanje jedne baterije u serijskom paru radi protiv druge.
- Ručna svjetiljka s 2 AA baterije (po 1.5 V) u seriji napaja žarulju s 3 V. Koristeći odnos ovog pokusa, objasni zašto bi dodavanje treće AA baterije u seriju natjeralo žarulju da izgori brže.
Fizika iza ovog pokusa
Serijski EMF izvori
Baterije spojene u seriju s podudarajućom polarnošću zbrajaju svoje EMF izravno: EMF_total = b1 + b2. Jedina rezultirajuća struja petlje je zatim I = EMF_total/R, po Ohmovom zakonu primijenjenom na združeni izvor.
Strujni krugovi
- Ohmov zakon: struja, napon i otpor
- Otpornici u seriji: otpori se zbrajaju
- Otpornici paralelno: struja se dijeli
- Žarulja s prekidačem: disipacija snage u žarulji
- Idealni instrumenti: ampermetar i voltmetar ne uznemiruju krug
- Žarulje u seriji: dijeljena struja, tamnije žarulje
- Žarulje paralelno: dijeljen napon, puna svjetlina
- Kratki spoj žarulje: što se dogodi kad je zaobiđeš
- Prigušivač s reostatom: kontinuirano promjenjivi otpor
- Ispravan raspored instrumenata: ampermetar u seriju, voltmetar paralelno
- Zamijenjeni instrumenti: česta greška u spajanju
- RC punjenje: eksponencijalni približavanje kondenzatora