Kapcsolt lámpa: teljesítménydisszipáció egy izzóban

1 · Jóslás

Egy 9 V-os telep zárt kapcsolón át világítít meg egy izzót. Ha kisebb ellenállású izzót teszel be, fényesebben vagy halványabban világít?

• 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.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a switched-lamp előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A kapcsoló zárva indul, tehát a 9 V-os telep világítja a lámpát.
2. Engedélyezd a teljesítmény-kijelzőt a lámpán.
3. Állítsd be a lámpa ellenállását minden mérésnél, és rögzítsd a disszipált teljesítményt.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold a P teljesítményt (y-tengely) az 1/R-rel (x-tengely) szemben a három mérésedhez.

4 · Elemzés

1. Egy mérésnél számítsd ki az I = E/R-t E = 9 V használatával, majd P = I²R (egyenértékűen E²/R). Hasonlítsd a táblázathoz.
2. Magyarázd meg, miért disszipál több teljesítményt egy kisebb ellenállású izzó, amely ugyanazon feszültségen több áramot vesz fel — a valódi izzó fényereje a teljesítménnyel skálázódik.

5 · Kiterjesztés

1. 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.
2. 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.

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap