電球の並列接続:共有される電圧、十分な明るさ

1 · 予測

同一の二つの電球を 9 V 電池に並列接続すると、どちらにも電池の全電圧がかかる。同じ電池につないだ単一の電球と比べ、各並列電球はより明るいか、暗いか、それとも同じか?

2 · 準備

  1. 「並列電球(bulbs-parallel)」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り、それぞれに9 V全体がかかる。
  2. 両方の電球と電池の電流表示を有効にする。
  3. 各試行について二つの電球の抵抗を同じ値に設定し、一方の電球の電流と合計電流を記録する。

3 · データ収集

各電球の抵抗 R (Ω)各電球の電流 I (A)合計電流 I_total (A)
50.00
100.00
150.00

3回の試行について、各電球の電流(縦軸)を 1/R(横軸)に対してプロットする。

4 · 分析

  1. 1回の試行について、E = 9 V を用いて I_each = E/R を計算し、次に I_total = 2·I_each を計算する。両方を表と比較する。
  2. ここでの各電球の電流を、switched-lamp(切替式ランプ)実験における同じ抵抗値での電流と比較しなさい。並列に接続された電球が、単独の場合とまったく同じ明るさで光る理由を説明しなさい。

5 · 発展

  1. 電池から取り出す合計電流は、単一電球の電流の2倍である。各電球は影響を受けないのに、並列電球をさらに増やすこと(同じコンセントにつなぐ電気器具を増やすこと)が電池をより速く消耗させる理由を説明する。
  2. この並列に接続された2つの電球のうち1つが切れた場合(無限大の抵抗になった場合)、もう一方の電球の明るさはどうなるか?あなたの答えを、bulbs-series(直列電球)実験における電球切れのシナリオと比較しなさい。

この実験の物理

並列電球は電圧を共有する

並列電球にはそれぞれ独立して電源の全電圧がかかる:各電球について I = E/R であり、回路内にその電球だけがある場合とまったく同じである。並列電球を増やすと取り出す合計電流は増えるが、既存の電球は暗くならない。

← 実験に戻る