Párhuzamos ellenállások: az áram eloslik
1 · Jóslás
Két ellenállás párhuzamosan (egymás mellett) csatlakozik egy 6 V-os telepre, tehát mindkettő a teljes telepfeszültséget látja. Ha megnöveled a második ellenállás értékét, fel- vagy lemegy a telepből felvett teljes áram?
- A teljes áram felmegy, ahogy R2 nő.
- A teljes áram nem függ R2-től.
- A teljes áram lemegy — egy nagyobb R2 ág kevesebb áramot hordoz, a másik ágat pedig érintetlenül hagyja.
2 · Előkészítés
- Nyisd meg a parallel-resistors előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. R1 = 100 Ω rögzített; a telep 6 V-ot szolgáltat mindkét ágra.
- Engedélyezd az áram-kijelzőt mindkét ellenálláson és a telepen.
- Állítsd be R2 értékét minden mérésnél, és rögzítsd a telepből felvett teljes áramot.
3 · Adatgyűjtés
| R2 ellenállás (Ω) | Eredő ellenállás R_p (Ω) | Teljes áram I_total (A) |
|---|---|---|
| 100.00 | ||
| 150.00 | ||
| 200.00 |
Ábrázold az I_total teljes áramot (y-tengely) az 1/R2-vel (x-tengely) szemben a három mérésedhez.
4 · Elemzés
- Egy mérésnél számítsd ki az R_p = 1/(1/R1 + 1/R2)-t, majd I_total = E/R_p E = 6 V, R1 = 100 Ω használatával. Hasonlítsd a táblázathoz. Ellenőrizd azt is, hogy az I_total = E/R1 + E/R2 ugyanazt az eredményt adja.
- Az R1 ágának árama rögzítetten E/R1 = 0.06 A marad, R2-től függetlenül. Magyarázd meg, miért csak minden párhuzamos ág saját ellenállásától függ az árama, nem a másik ágétól.
5 · Kiterjesztés
- A háztartási konnektorok párhuzamosan vannak bekötve, nem sorosan, tehát minden készülék önállóan a teljes 120 V-ot (vagy 230 V-ot) látja. Magyarázd meg, miért lenne gyakorlatiatlan a soros bekötés egy önállóan kapcsolt készülékekkel teli házban.
- Egy párhuzamos kapcsolás helyettesítő ellenállása mindig kisebb, mint bármelyik egyedi ellenállás. Magyarázd meg, miért teheti csak könnyebbé (soha nehezebbé nem) a töltés áramlását egy második áramút hozzáadása.
A fizika a kísérlet mögött
Párhuzamos ellenállás
A párhuzamos ellenállások reciprokokkal egyesülnek: 1/R_p = 1/R1 + 1/R2. Minden ág a teljes forrásfeszültséget látja, és önállóan hordozza a saját áramát, I = V az adott ágra.
Áramkörök
- Ohm-törvény: áram, feszültség és ellenállás
- Soros ellenállások: az ellenállások összeadódnak
- Kapcsolt lámpa: teljesítménydisszipáció egy izzóban
- Telepek sorban: az EMF-ek összeadódnak
- Ideális mérőműszerek: az ampermérő és voltmérő nem zavarja az áramkört
- Soros izzók: megosztott áram, halványabb izzók
- Párhuzamos izzók: megosztott feszültség, teljes fényerő
- Izzó rövidzárása: mi történik, ha megkerülöd az egyiket
- Reosztátos dimmer: folyamatosan változó ellenállás
- Helyes műszerelhelyezés: ampermérő sorosan, voltmérő párhuzamosan
- Felcserélt műszerek: gyakori bekötési hiba
- RC-töltés: a kondenzátor exponenciális közelítése