Lemputės apjungimas: kas atsitinka, kai vieną apeini
1 · Spėk
Dvi lemputės (lampA, lampB) yra nuosekliai. Jungiklis, prijungtas lygiagrečiai per lampB, iš pradžių atviras. Jei jį uždarysi — sukurdamas nulinės varžos trumpinimą aplink lampB — kas atsitinka lampA šviesumui?
- LampA užtemsta jungikliui užsidarant.
- LampA šviesumas nesikeičia.
- Uždarius jungiklį, lampB apeinama, tad lampA dabar gauna visą grandinės srovę — ji pašviesėja.
2 · Paruošk
- Atidaryk „Lemputės apjungimas“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Abi lemputės pradeda vienodoje varžoje (100 Ω); jungiklis pradeda atviras.
- Įjunk srovės rodmuo ant abiejų lemputžių.
- Užsirašyk lampA srovę jungikliui atviram, tada uždaryk jungiklį ir užsirašyk dar kartą.
3 · Rink duomenis
| Jungiklio būsena (0 = atviras, 1 = uždarytas) | LampA srovė I (A) |
|---|---|
| 0 | |
| 1 |
Padaryk stulpelinę diagramą, lyginančią lampA srovę atviro-jungiklio ir uždaryto-jungiklio atvejais.
4 · Analizuok
- Jungikliui atviram, abi lemputės nuosekliai: I = E/(2R) naudodamas E = 9 V, R = 100 Ω. Jam uždarius, lampB (100 Ω) apeinama per 0 Ω jungiklį, lieka tik lampA: I = E/R.
- Paaiškink, kodėl nulinės varžos kelias lygiagrečiai su lampB neša visą srovę, palikdamas nulinę srovę per pačią lampB, vos jungikliui užsidarius.
5 · Išplėsk
- LampA galia pakyla keturis kartus jungikliui užsidarant — srovė padvigubėja, o P = I²R eina kaip jos kvadratas (tas pats samprotavimas kaip „Lemputė su jungikliu“). Iš kur ta papildoma galia — ar baterija dirbo vienodai sunkiai abiem atvejais?
- Realus jungiklis turi mažytę, bet nenulinę varžą uždarytas. Ar tai pakeistų kokybinį rezultatą čia (lampA pašviesėjimą), ar tik tiksluosius skaičius?
Fizika už šio eksperimento
Šakos apjungimas
Nulinės varžos kelias lygiagrečiai su komponentu neša srovę vietoj to komponento (nes srovė seka mažiausios varžos keliu), iš esmės pašalindama jį iš grandinės — tai vadinama komponento „apjungimu“.
Elektros grandinės
- Omo dėsnis: srovė, įtampa ir varža
- Nuoseklūs rezistoriai: varžos sudedasi
- Lygiagretūs rezistoriai: srovė dalijasi
- Lemputė su jungikliu: galios sklaida lemputėje
- Nuoseklios baterijos: EMF sudedasi
- Idealūs matuokliai: ampermetrai ir voltmetrai netrikdo grandinės
- Lemputės nuosekliai: bendroji srovė, blassesnės lemputės
- Lemputės lygiagrečiai: bendroji įtampa, pilnas šviesumas
- Reostatinis reguliatorius: tolydžiai kintamoji varža
- Teisingas matuoklių išdėstymas: ampermetras nuosekliai, voltmetras lygiagrečiai
- Sukeisti matuokliai: dažna jungimo klaida
- RC kraunimasis: kondensatoriaus eksponentinis artėjimas