Lampu yang Dinyalakan: Pembuangan Daya dalam Bohlam
1 · Memprediksi
Baterai 9 V menyalakan bola lampu melalui saklar tertutup. Jika Anda menukar bohlam yang hambatannya lebih rendah, apakah bohlamnya bersinar lebih terang atau lebih redup?
- Bohlam yang hambatannya lebih rendah akan menyala lebih redup.
- Bohlam dengan hambatan lebih rendah menarik lebih banyak arus dan menghilangkan lebih banyak daya — bohlam bersinar lebih terang.
- Kecerahan tidak bergantung pada hambatan bohlam.
2 · Pengaturan
- Buka preset lampu yang diaktifkan dan tekan Reset. Saklar mulai tertutup, sehingga baterai 9 V menyalakan lampu.
- Aktifkan pembacaan daya pada lampu.
- Atur hambatan lampu untuk setiap percobaan dan catat daya yang hilang.
3 · Kumpulkan Data
| Resistansi bohlam R (Ω) | Saat ini saya (A) | Kekuatan hilang P (W) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 150.00 |
Plot pangkat P (sumbu y) terhadap 1/R (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda.
4 · Analisis
- Untuk satu percobaan, hitung I = E/R menggunakan E = 9 V, lalu P = I²R (atau setara dengan E²/R). Bandingkan dengan tabel.
- Jelaskan mengapa bohlam dengan hambatan lebih rendah, yang menarik lebih banyak arus pada tegangan yang sama, pada akhirnya menghabiskan lebih banyak daya — kecerahan pada bohlam sebenarnya sebanding dengan daya.
5 · Perluas
- Bola lampu ' 100 W' pada 120 V memiliki tegangan sekitar 0.83 A dan memiliki hambatan sekitar 144 Ω saat panas. Dengan menggunakan P = E²/R, jelaskan mengapa bohlam 'watt lebih tinggi' yang diberi nilai tegangan yang sama harus memiliki hambatan RENDAH, bukan lebih tinggi.
- Filamen pijar sering kali rusak saat dinyalakan, saat suhunya dingin dan hambatannya paling rendah. Dengan menggunakan hubungan kekuatan Anda, jelaskan mengapa lonjakan arus (dan daya) paling tinggi pada saat itu.
Fisika di Balik Eksperimen Ini
Daya Listrik (dari I dan R)
Daya yang hilang sebagai panas dan cahaya pada beban resistif adalah P = I²R. Pada tegangan tetap, beban dengan hambatan lebih rendah menarik lebih banyak arus, dan daya bertambah lebih cepat karena bergantung pada kuadrat arus.