Spuldzes apvadīšana: kas notiek, kad vienu apiet
1 · Prognozē
Divas spuldzes (lampA, lampB) ir secībā. Slēdzis, vadīts paralēli pāri lampB, sākumā ir atvērts. Ja tu to aizveri — radot nulles pretestības saīsni ap lampB — kas notiek ar lampA spilgtumu?
- LampA kļūst blāvāka, kad slēdzis aizveras.
- LampA spilgtums nemainās.
- Slēdža aizvēršana apiet lampB, tāpēc lampA tagad saņem pilnu ķēdes strāvu — tā kļūst spilgtāka.
2 · Iestati
- Atver spuldzes apvadīšanas eksperimentu un nospied Atiestatīt. Abas spuldzes sākas ar vienādu pretestību (100 Ω); slēdzis sākas atvērts.
- Ieslēdz strāvas rādījumu uz abām spuldzēm.
- Ieraksti lampA strāvu ar atvērtu slēdzi, tad aizver slēdzi un ieraksti to vēlreiz.
3 · Vāc datus
| Slēdža stāvoklis (0 = atvērts, 1 = aizvērts) | LampA strāva I (mA) |
|---|---|
| 0 | |
| 1 |
Uzzīmē stabiņu diagrammu, salīdzinot lampA strāvu atvērtā slēdža un aizvērtā slēdža gadījumos.
4 · Analizē
- Ar atvērtu slēdzi abas spuldzes ir secībā: I = E/(2R) ar E = 9 V, R = 100 Ω. Ar to aizvērtu, lampB (100 Ω) tiek apiet ar 0 Ω slēdzi, atstājot tikai lampA: I = E/R.
- Izskaidro, kāpēc nulles pretestības ceļš paralēli lampB nes visu strāvu, atstājot nulles strāvu caur lampB pašu, tiklīdz slēdzis aizveras.
5 · Paplašina
- LampA jauda pieaug četras reizes, kad slēdzis aizveras — strāva dubultojas, un P = I²R iet ar tās kvadrātu (tas pats spriedums kā spuldzei ar slēdzi). No kurienes nāk papildu jauda — vai baterija strādāja vienādi smagi abos gadījumos?
- Īstam slēdzim ir sīka, bet nenulles pretestība, kad aizvērts. Vai tas mainītu kvalitatīvo rezultātu šeit (lampA kļūst spilgtāka), vai tikai precīzos skaitļus?
Fizika aiz šī eksperimenta
Zara apvadīšana
Nulles pretestības ceļš paralēli komponentei nes strāvu tās vietā (tā kā strāva seko mazākās pretestības ceļam), efektīvi noņemot to no ķēdes — to sauc par komponentes „apvadīšanu”.
Elektroķēdes
- Oma likums: strāva, spriegums un pretestība
- Rezistori secībā: pretestības saskaitās
- Rezistori paralēli: strāva dalās
- Spuldze ar slēdzi: jaudas izkliedēšana spuldzē
- Baterijas secībā: EMF saskaitās
- Ideālas mērierīces: ampermetri un voltmetri netraucē ķēdi
- Spuldzes secībā: kopīga strāva, blāvākas spuldzes
- Spuldzes paralēli: kopīgs spriegums, pilns spilgtums
- Reostata regulators: nepārtraukti maināma pretestība
- Pareizs mērierīču novietojums: ampermetrs secībā, voltmetrs paralēli
- Samainītas mērierīces: izplatīta vadīšanas kļūda
- RC uzlāde: kondensatora eksponenciālā pieeja