가변 저항 조광기: 연속 가변 저항
1 · 예측
가변 저항(가변 저항기)은 램프와 직렬로 연결됩니다. 가변 저항을 더 높은 저항 쪽으로 밀면 램프의 전류가 증가합니까 아니면 감소합니까?
- 가변 저항 저항이 증가하면 전류가 증가합니다.
- 가변 저항 저항이 증가하면 전류가 감소합니다. 총 직렬 저항이 높을수록 전류가 줄어듭니다.
- 전류는 가변저항기 설정에 의존하지 않습니다.
2 · 설정
- 조광기 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 램프는 100Ω으로 고정되어 있습니다. 배터리는 9V를 공급합니다.
- 램프의 현재 판독값을 활성화합니다.
- 각 시행마다 가변저항기의 저항을 설정하고 램프 전류를 기록합니다.
3 · 데이터 수집
| 가변 저항 저항 R_rh (Ω) | 램프 전류 I (A) |
|---|---|
| 0.00 | |
| 50.00 | |
| 100.00 |
세 번의 시행에 대해 전류 I(y축)를 가변저항 R_rh(x축)에 대해 그래프로 그리세요.
4 · 분석
- 한 번의 시행에서는 E = 9V, R_lamp = 100Ω을 사용하여 I = E/(R_lamp + R_rh)를 계산합니다. 표와 비교해 보세요.
- 가변저항기와 램프는 직렬이므로 series-resistors와 동일한 관계입니다. 단, 이제 하나의 '저항기'가 연속적으로 조정 가능합니다. 가변저항을 밀면 램프가 부드럽게 어두워지거나 밝아지는 이유를 설명하십시오.
5 · 확장
- 전력을 빠르게 켰다 껐다 하는 최신 LED 디머와 달리, 가변저항 디머는 자신의 I²R에 정확히 비례하는 만큼의 에너지를 저항체 자체에서 열로 낭비합니다. 구식 가변저항 디머가 뜨거워지는 이유를 설명하세요.
- 이 가변저항기는 0Ω에서 100Ω까지 설정할 수 있습니다. 가능한 최대 전류(0Ω의 가변 저항)와 가능한 최소 전류(최대 가변 저항)는 얼마입니까? 공식을 사용하여 두 한계를 모두 확인하세요.
이 실험의 물리학
직렬 저항으로서의 가변 저항
가변 저항은 조정 가능한 직렬 저항기 역할을 합니다. I = E/(R_lamp + R_rh). 더 높은 저항 쪽으로 밀어 넣으면 전류가 지속적으로 줄어들어 램프를 완전히 켜거나 끄는 대신 램프가 부드럽게 어두워집니다.