Elektros grandinės
Lemputė su jungikliu
Paversk jungiklį — lemputė užsidega, šviesumas ∝ galiai
Lemputė su jungikliu — interaktyvi Elektros grandinės simuliacija. Paversk jungiklį — lemputė užsidega, šviesumas ∝ galiai Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.
Jungiklio valdymas
Nuoseklus jungiklis valdo, ar srovė pasiekia lemputę. Uždarius, lempa šviečia; šviesumas priklauso nuo galios.
Jungiklį atidarius, kontūras nutrūksta ir srovė stoja. Uždarius, kelias užsidaro ir galia P = I·V pasiekia lemputės siūlą.
- P = I·V
- Atviras jungiklis → I ≈ 0
Tyrimo santrauka
Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją
Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.
Pagrindinis klausimas
9 V baterija apšviečia lemputę per uždarytą jungiklį. Jei pakeisi lemputę į mažesnės varžos, ar ji šviečia ryškiau ar blankiau?
Svarstytini spėjimai
- Mažesnės varžos lemputė šviečia blankiau.
- Mažesnės varžos lemputė ima daugiau srovės ir išsklaido daugiau galios — ji šviečia ryškiau.
- Šviesumas nepriklauso nuo lemputės varžos.
Kintamųjų vaidmenys
Ką tu nustatai:
- Lemputės varža R (Ω)
Ką tu matauji:
- Srovė I (A)
- Išsklaidyta galia P (W)
Kaip vyksta tyrimas
- Atidaryk „Lemputė su jungikliu“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Jungiklis pradeda uždarytas, tad 9 V baterija apšviečia lemputę.
- Įjunk galios rodmuo ant lemputės.
- Nustatyk lemputės varžą kiekvienam bandymui ir užsirašyk išsklaidytą galią.
Valdančioji lygtis
Elektrinė galia (iš I ir R) — P = I²·R
Galia, išsklaidoma kaip šiluma ir šviesa varžiškajame krūvyje, yra P = I²R. Esant fiksuotai įtampai, mažesnės varžos krūvis ima daugiau srovės, o galia auga dar greičiau, nes priklauso nuo srovės kvadrato.
Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti
- Vienam bandymui apskaičiuok I = E/R naudodamas E = 9 V, tada P = I²R (arba lygiavertis E²/R). Palygink su lentele.
- Paaiškink, kodėl mažesnės varžos lemputė, kuri esant tai pačiai įtampai ima daugiau srovės, galiausiai išsklaido daugiau galios — realios lemputės šviesumas skaluojasi su galia.
Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų
- „100 W“ lemputė 120 V ima apie 0,83 A ir turi maždaug 144 Ω varžą, kai įkaitusi. Naudodamas P = E²/R paaiškink, kodėl „aukštesnės galios“ lemputė, skirta tai pačiai įtampai, turi turėti ŽEMESNĘ varžą, o ne aukštesnę.
- Kaitriniams siūlams dažnai perdega būtent įjungimo metu, kai jie šalti ir jų varža mažiausia. Naudodamas savo galios ryšį paaiškink, kodėl srovės (ir galios) antplūdis tuo metu didžiausias.
- 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
- Sveiki atvykę prie lemputės su jungikliu
- Pasirink lemputę
- Spausk Leisti
- Perverk jungiklį
- Atidaryk Savybių skydą
- Tau pavyko!
Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.
Atidaryk interaktyvią laboratoriją →