Batterie in serie: le fem si sommano
1 · Prevedi
Due batterie da 6 V in serie (stesso orientamento) alimentano una resistenza. Il circuito si comporta come una sorgente da 6 V o come una più grande?
- Le fem si sommano: il circuito vale una sorgente da 12 V.
- Vale la media: 6 V.
- Le batterie si annullano: nessuna corrente.
2 · Configurazione
- Apri il preset series-batteries e premi Reset. b1 = 6 V è fissato; R1 = 100 Ω è fissato.
- Attiva la lettura di corrente su R1.
- Imposta la fem di b2 per ogni prova e registra la corrente.
3 · Raccogli dati
| Fem della batteria b2 (V) | Fem totale (V) | Corrente I (A) |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 9.00 |
Traccia I (asse y) contro la fem totale (asse x) per le tre prove.
4 · Analizza
- Per una prova, calcola la fem totale = b1 + b2 usando b1 = 6 V, poi I = EMF_total/R1 usando R1 = 100 Ω. Confronta con la tabella.
- Spiega perché due batterie con lo stesso orientamento (positivo al negativo) sommano le fem, come le resistenze in serie.
5 · Estendi
- Se b2 fosse invertita (collegata al contrario), la sua fem si sottrarrebbe invece di sommarsi: fem totale = b1 − b2. Spiega perché invertire una batteria in una coppia in serie lavora contro l'altra.
- Una torcia con 2 batterie AA (1.5 V l'una) in serie alimenta la lampadina a 3 V. Con la relazione di questo esperimento, spiega perché una terza AA la farebbe bruciare prima.
La fisica dietro questo esperimento
Sorgenti di fem in serie
Le batterie collegate in serie con polarità concorde sommano direttamente le loro fem: EMF_total = b1 + b2. L'unica corrente di maglia risultante è allora I = EMF_total/R, per la legge di Ohm applicata alla sorgente combinata.