Áramkörök
Kapcsolós lámpa
Kapcsold át a kapcsolót — az izzó világít, fényerő ∝ teljesítmény.
Kapcsolós lámpa — interaktív Áramkörök szimuláció. Kapcsold át a kapcsolót — az izzó világít, fényerő ∝ teljesítmény. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Kapcsolós vezérlés
A soros kapcsoló szabályozza, hogy az áram elérje-e az izzót. Zárt állapotban a lámpa világít; a fényerő a teljesítménytől függ.
A kapcsoló nyitása megszakítja a hurkot és leállítja az áramot. Zárása lezárja az utat, hogy a P = I·V teljesítmény az izzószálra jusson.
- P = I·V
- Nyitott kapcsoló → I ≈ 0
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
Egy 9 V-os telep zárt kapcsolón át világít meg egy izzót.
Mérlegelendő jóslatok
- A kisebb ellenállású izzó halványabban világít.
- A kisebb ellenállású izzó több áramot vesz fel, és több teljesítményt disszipál — fényesebben világít.
- A fényerő nem függ az izzó ellenállásától.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Izzó ellenállása R (Ω)
Amit mérsz:
- Áram I (mA)
- Disszipált teljesítmény P (W)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a switched-lamp előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A kapcsoló zárva indul, tehát a 9 V-os telep világítja a lámpát.
- Engedélyezd a teljesítmény-kijelzőt a lámpán.
- Állítsd be a lámpa ellenállását minden mérésnél, és rögzítsd a disszipált teljesítményt.
Vezéregyenlet
Villamos teljesítmény (I-ból és R-ből) — P = I²·R
Az ohmos terhelésen hőként és fényként disszipált teljesítmény P = I²R, ami rögzített feszültségnél ugyanaz, mint P = V²/R. A kisebb ellenállású terhelés több áramot vesz fel és több teljesítményt disszipál, de a teljesítmény és az áram azonos tényezővel skálázódik, amikor az ellenállás változik — az R felezése mindkettőt megduplázza, nem négyszerezi a teljesítményt, mert az R maga is zsugorodik, miközben az I nő.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki az I = E/R-t E = 9 V használatával, majd P = I²R (egyenértékűen E²/R). Hasonlítsd a táblázathoz.
- Magyarázd meg, miért disszipál több teljesítményt egy kisebb ellenállású izzó, amely ugyanazon feszültségen több áramot vesz fel — a valódi izzó fényereje a teljesítménnyel skálázódik.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- Egy „100 W” izzó 120 V-on kb. 0.83 A-t vesz fel, és ellenállása kb. 144 Ω forrón. A P = E²/R segítségével magyarázd meg, miért kell egy azonos feszültségre mért „nagyobb teljesítményű” izzónak ALACSONYABB ellenállásúnak lennie, nem magasabbnak.
- A volfrám izzószálak gyakran rögtön bekapcsoláskor szakadnak meg, amikor hidegek, és az ellenállásuk a legalacsonyabb. A teljesítmény-összefüggéseddel magyarázd meg, miért ekkor a legnagyobb az áram- (és teljesítmény-) lökés.
- 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
- Üdv a Kapcsolós lámpánál
- Válaszd ki az izzót
- Nyomd meg az Indítást
- Kapcsold át a kapcsolót
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.