회로
스위치 달린 램프
스위치를 뒤집으면 전구가 켜지고 밝기 ∝ 전력
스위치 달린 램프 — 인터랙티브 회로 시뮬레이션. 스위치를 뒤집으면 전구가 켜지고 밝기 ∝ 전력 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
스위치 제어
직렬 스위치가 전류가 전구에 도달하는지 제어합니다. 닫히면 전구가 켜지고, 밝기는 전력에 따라 달라집니다.
스위치를 열면 회로가 끊기고 전류가 멈춥니다. 닫으면 경로가 완성되어 P = I·V 전력이 전구 필라멘트에 공급됩니다.
- P = I·V
- 스위치 열림 → I ≈ 0
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
9V 배터리는 닫힌 스위치를 통해 전구를 켭니다. 저항이 낮은 전구로 바꾸면 더 밝아지나요, 아니면 더 어두워지나요?
검토할 예측
- 저항이 낮은 전구는 더 어둡게 빛납니다.
- 저항이 낮은 전구는 더 많은 전류를 끌어오고 더 많은 전력을 소비합니다 — 더 밝게 빛납니다.
- 밝기는 전구의 저항에 의존하지 않습니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 전구 저항 R (Ω)
측정하는 것:
- 현재 I (A)
- 전력 소모 P (W)
실험 진행 방법
- switched-lamp 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 스위치가 닫히기 시작하므로 9V 배터리가 램프를 켭니다.
- 램프의 전력 판독을 활성화합니다.
- 각 시행마다 램프의 저항을 설정하고 소비되는 전력을 기록합니다.
지배방정식
전력(I 및 R에서) — P = I²·R
저항성 부하에서 열과 빛으로 소비되는 전력은 P = I²R입니다. 전압이 고정되어 있을 때, 저항이 낮은 부하는 더 많은 전류를 끌어오며, 전력은 전류의 제곱에 의존하므로 훨씬 더 빠르게 증가합니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 번의 시행에서는 E = 9V를 사용하여 I = E/R을 계산한 다음 P = I²R(또는 이와 동등한 E²/R)을 계산합니다. 표와 비교해 보세요.
- 같은 전압에서 더 많은 전류를 끄는 저저항 전구가 왜 더 많은 전력을 소비하게 되는지 설명하세요 — 실제 전구의 밝기는 전력에 비례합니다.
실험 밖에서의 활용
- 120V의 '100W' 전구는 약 0.83A를 소비하며 뜨거울 때 저항은 약 144Ω입니다. P = E²/R을 사용하여 동일한 전압에 대해 정격이 '더 높은 와트' 전구의 저항이 더 높지 않고 낮아야 하는 이유를 설명하십시오.
- 백열등 필라멘트는 전원을 켰을 때, 차가워지고 저항이 가장 낮을 때 종종 작동하지 않습니다. 전력 관계를 사용하여 그 순간 전류(및 전력) 급증이 가장 높은 이유를 설명하십시오.
- 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
- 스위치 전구에 오신 것을 환영합니다
- 전구 선택
- 재생을 누르세요
- 스위치 전환
- 검사기 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.