회로
전구 2개(직렬)
전구가 같은 전류를 공유하고 전압을 나눔 — 각각 단독보다 어둡다.
전구 2개(직렬) — 인터랙티브 회로 시뮬레이션. 전구가 같은 전류를 공유하고 전압을 나눔 — 각각 단독보다 어둡다. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
직렬 전구
같은 두 전구를 직렬로 연결하면 전류는 공유하지만 전압을 나누어 각각 단독보다 어둡게 빛납니다.
각 전구는 저항성 부하입니다. 직렬에서는 같은 전류를 가지지만 전지 전압의 일부만 받습니다.
- I는 두 전구 모두 동일
- P ∝ V·I
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
동일한 전구 두 개가 9 V 배터리에 직렬로 연결되어 있습니다. 같은 배터리에 전구 하나만 연결한 경우와 비교하여, 직렬로 연결된 각 전구는 더 밝습니까, 더 어둡습니까, 아니면 같습니까?
검토할 예측
- 각 시리즈 전구는 더 밝습니다.
- 각 시리즈 전구는 더 어두워서 전류와 전압을 공유합니다.
- 각 전구는 전구 하나만큼 밝습니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 각 전구의 저항 R (Ω)
측정하는 것:
- 총 저항 R_total (Ω)
- 공유 전류 I (A)
실험 진행 방법
- “직렬 전구(bulbs-series)” 프리셋을 열고 초기화를 누르세요. 두 전구 모두 동일한 저항값에서 시작합니다.
- 두 전구 모두에서 전류 판독을 활성화합니다.
- 각 시행에 대해 두 전구의 저항(서로 동일)을 설정하고 공유 전류를 기록합니다.
지배방정식
시리즈 전구 공유 전류 — P = I²·R
직렬 전구는 동일한 전류 I = E/(2R)을 전달하지만 각 전구는 전체 전압의 절반만 얻습니다. 전력은 단일 전구가 소비하는 것보다 전류가 더 작은 I²R이므로 각 시리즈 전구는 더 어둡게 작동합니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 번의 시행에 대해 R_total = 2R을 계산한 다음 E = 9V를 사용하여 I = E/R_total을 계산합니다. 표를 비교하십시오.
- 이 전류를 switched-lamp 실험에서 동일한 저항값을 가진 전구 1개일 때의 전류와 비교하세요. 직렬로 전구를 하나 더 추가하면 전류가 정확히 절반이 되는 이유와, 따라서 각 전구의 전력이 절반이 아닌 4분의 1로 떨어지는 이유(P = I²R은 전류의 제곱에 비례하므로)를 설명하세요.
실험 밖에서의 활용
- 두 전구의 저항이 다르다면 똑같이 밝게 빛날까요? P = I²R(둘 다 동일한 I, 다른 R)을 사용하여 어느 것이 더 밝을지 예측합니다.
- 이 직렬 전구 쌍 중 하나가 끊어지면(필라멘트가 끊어져 사실상 저항이 무한대가 되면) 다른 전구는 어떻게 됩니까? short-a-bulb 실험의 스위치 동작과 비교하세요.
- 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
- 직렬 전구에 오신 것을 환영합니다
- 첫 번째 전구 선택
- 재생을 누르세요
- 둘 다 어두움
- 검사기 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.