Otpornici u seriji: otpori se zbrajaju
1 · Predviđanje
Dva otpornika povezana su u seriju (jedan iza drugog) na bateriju od 12 V. Ako povećaš vrijednost drugog otpornika, teče li i dalje ista struja kroz oba?
- Ne — struja se dijeli između dva otpornika.
- Da — serijske komponente dijele točno jednu struju, bez obzira na pojedinačne otpore.
- Struja kroz svaki otpornik postavljena je neovisno njegovim vlastitim otporom.
2 · Postava
- Otvori postav series-resistors i pritisni Resetiraj. R1 = 100 Ω fiksno; baterija daje 12 V.
- Omogući očitanje struje na oba otpornika.
- Postavi vrijednost R2 za svaki pokušaj i zabilježi (jednu, dijeljenu) struju kruga.
3 · Prikupljanje podataka
| Otpornik R2 (Ω) | Ukupni otpor R_total (Ω) | Struja I (A) |
|---|---|---|
| 100.00 | ||
| 200.00 | ||
| 300.00 |
Nacrtaj struju I (y-os) naspram ukupnog otpora R_total (x-os) za svoja tri pokušaja.
4 · Analiza
- Za jedan pokušaj izračunaj R_total = R1 + R2, zatim I = E/R_total koristeći E = 12 V, R1 = 100 Ω. Usporedi s tablicom.
- Potvrdi iz simulacije da je očitanje struje identično na R1 i na R2. Objasni zašto serijske komponente moraju dijeliti točno jednu struju (nema kamo drugo da naboj ide).
5 · Proširenje
- Budući da oba otpornika dijele istu struju, veći otpornik dobiva veći dio od 12 V. Objasni zašto V = IR znači da se napon dijeli razmjerno otporu u serijskom krugu.
- Božićna svjetla starog stila bila su spojena u seriju: kad bi jedna žarulja izgorjela, cijeli niz bi se ugasio. Objasni zašto, koristeći što znaš o serijskoj struji.
Fizika iza ovog pokusa
Serijski otpor
Otpornici u seriji zbrajaju se izravno: R_total = R1 + R2 + ... Budući da postoji samo jedan put struje, ista struja I = E/R_total teče kroz svaku komponentu.
Strujni krugovi
- Ohmov zakon: struja, napon i otpor
- Otpornici paralelno: struja se dijeli
- Žarulja s prekidačem: disipacija snage u žarulji
- Baterije u seriji: EMF se zbrajaju
- 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