回路
2 つの電球（直列）
電球は同じ電流を共有し電圧を分ける — それぞれ単独より暗い。
2 つの電球（直列） — インタラクティブな回路シミュレーション。電球は同じ電流を共有し電圧を分ける — それぞれ単独より暗い。 ブラウザで使える無料の仮想物理実験室。SI 単位のライブ測定とガイド付きチュートリアルを備えています。
直列電球
直列に接続した2つの同じ電球は電流を共有しますが電圧を分け合うため、それぞれ単独より暗く光ります。
各電球は抵抗性の負荷です。直列では同じ電流を受けますが、電池電圧のごく一部しか受け取りません。
- I はどちらの電球でも同じ
- P ∝ V·I
捜査概要
ラボを開く前に質問を計画する
このブリーフは事前レンダリングされたページを反映しています。探究の問い、競合する予測、変数の役割、支配する法則、設定、分析と発展の問いを、この順序で表示します。
運転に関する質問
同一の二つの電球を 9 V 電池に直列接続する。同じ電池につないだ単一の電球と比べ、各直列電球はより明るいか、暗いか、それとも同じか？
検討する予測
- 各直列電球はより明るい。
- 各直列電球は暗くなる — 電流と電圧を分け合うためである。
- 各電球は単独の電球とまったく同じ明るさである。
可変的な役割
設定するもの：
- 各電球の抵抗 R (Ω)
測定するもの：
- 合成抵抗 R_total (Ω)
- 共有電流 I (A)
実験の進め方
- 「直列電球（bulbs-series）」プリセットを開き、リセットを押しなさい。両方の電球は等しい抵抗値から始まる。
- 両方の電球の電流表示を有効にする。
- 各試行について二つの電球の抵抗を同じ値に設定し、共有する電流を記録する。
支配方程式
直列電球は電流を共有する — P = I²·R
直列電球には同じ電流 I = E/(2R) が流れるが、各電球にかかる電圧は全電圧の半分だけである。単独の電球より小さい電流で、電力は I²R となるため、各直列電球はより暗く光る。
印刷用ワークシートで生徒が求めるもの
- 1回の試行について、R_total = 2R を計算し、次に E = 9 V を用いて I = E/R_total を計算する。表と比較する。
- この電流を、switched-lamp実験における同じ抵抗値の電球1個の場合の電流と比較しなさい。直列に電球をもう1個追加すると電流がちょうど半分になる理由、そして各電球の電力がそのため2分の1ではなく4分の1に落ちる理由（P = I²R は電流の2乗に比例するため）を説明しなさい。
実験以外での活用
- 二つの電球の抵抗が異なる場合、同じ明るさで光るか？P = I²R（両方で I は同じ、R は異なる）を使って、どちらがより明るいかを予測する。
- この直列に接続された2つの電球のうち1つが切れた場合（フィラメントが切断され、実質的に無限大の抵抗になった場合）、もう一方の電球はどうなるか？short-a-bulb実験のスイッチの挙動と比較しなさい。
- 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
- 直列電球へようこそ
- 最初の電球を選択
- 再生
- 両方とも暗く
- インスペクターを開く
- 完了です！
インタラクティブなシミュレーションを開いてシーンを構築し、再生ボタンを押し、リアルタイム測定とガイド付きチュートリアルで探索しましょう。