Nuoseklios baterijos: EMF sudedasi
1 · Spėk
Dvi 6 V baterijos sujungtos nuosekliai (ta pačia kryptimi) varo vieną rezistorių. Ar grandinė elgiasi kaip vienas 6 V šaltinis ar kaip didesnis jungtinis šaltinis?
- EMF sudedasi — grandinė elgiasi kaip vienas 12 V šaltinis.
- Grandinė elgiasi kaip vidurkis, 6 V.
- Baterijos viena kitą panaikina, nevarydamos jokios srovės.
2 · Paruošk
- Atidaryk „Nuoseklios baterijos“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. b1 = 6 V fiksuotas; R1 = 100 Ω fiksuotas.
- Įjunk srovės rodmuo ant R1.
- Nustatyk b2 EMF kiekvienam bandymui ir užsirašyk grandinės srovę.
3 · Rink duomenis
| Baterijos b2 EMF (V) | Bendroji EMF (V) | Srovė I (A) |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 9.00 |
Braišyk srovę I (y ašis) prieš bendrąją EMF (x ašis) savo trims bandymams.
4 · Analizuok
- Vienam bandymui apskaičiuok bendrąją EMF = b1 + b2 naudodamas b1 = 6 V, tada I = EMF_total/R1 naudodamas R1 = 100 Ω. Palygink su lentele.
- Paaiškink, kodėl dvi baterijos, sujungtos ta pačia kryptimi (teigiamas gnybtas prie neigiamo), sudeda savo EMF, taip pat kaip sudedasi nuoseklios varžos.
5 · Išplėsk
- Jei b2 būtų apversta (prijungta atvirkščiai), jos EMF atimtų vietoj sudėties: bendroji EMF = b1 − b2. Paaiškink, kodėl vienos baterijos apvertimas nuoseklioje poroje veikia prieš kitą.
- Žibintuvėlis su 2 AA baterijomis (po 1,5 V) nuosekliai maitina lemputę 3 V. Naudodamas šio eksperimento ryšį paaiškink, kodėl trečios AA baterijos pridėjimas nuosekliai leistų lemputei sudegti greičiau.
Fizika už šio eksperimento
Nuoseklūs EMF šaltiniai
Baterijos, sujungtos nuosekliai sutampančia poliarumas, sudeda savo EMF tiesiogiai: EMF_total = b1 + b2. Vienintelė gaunama kontūro srovė tada yra I = EMF_total/R pagal Omo dėsnį, pritaikytą jungtiniam šaltiniui.
Elektros grandinės
- Omo dėsnis: srovė, įtampa ir varža
- Nuoseklūs rezistoriai: varžos sudedasi
- Lygiagretūs rezistoriai: srovė dalijasi
- Lemputė su jungikliu: galios sklaida lemputėje
- Idealūs matuokliai: ampermetrai ir voltmetrai netrikdo grandinės
- Lemputės nuosekliai: bendroji srovė, blassesnės lemputės
- Lemputės lygiagrečiai: bendroji įtampa, pilnas šviesumas
- Lemputės apjungimas: kas atsitinka, kai vieną apeini
- Reostatinis reguliatorius: tolydžiai kintamoji varža
- Teisingas matuoklių išdėstymas: ampermetras nuosekliai, voltmetras lygiagrečiai
- Sukeisti matuokliai: dažna jungimo klaida
- RC kraunimasis: kondensatoriaus eksponentinis artėjimas