Spuldze ar slēdzi: jaudas izkliedēšana spuldzē
1 · Prognozē
9 V baterija dedzina spuldzi caur aizvērtu slēdzi. Ja tu ieliec spuldzi ar zemāku pretestību, vai tā deg spilgtāk vai blāvāk?
- Zemākas pretestības spuldze deg blāvāk.
- Zemākas pretestības spuldze velk vairāk strāvas un izkliedē vairāk jaudas — tā deg spilgtāk.
- Spilgtums nav atkarīgs no spuldzes pretestības.
2 · Iestati
- Atver spuldzes ar slēdzi eksperimentu un nospied Atiestatīt. Slēdzis sākas aizvērts, tāpēc 9 V baterija dedzina spuldzi.
- Ieslēdz jaudas rādījumu uz spuldzes.
- Iestati spuldzes pretestību katram mēģinājumam un ieraksti izkliedēto jaudu.
3 · Vāc datus
| Spuldzes pretestība R (Ω) | Strāva I (mA) | Izkliedētā jauda P (W) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 150.00 |
Zīmē jaudu P (y ass) pret 1/R (x ass) saviem trim mēģinājumiem.
4 · Analizē
- Vienam mēģinājumam izrēķini I = E/R ar E = 9 V, tad P = I²R (vai ekvivalenti E²/R). Salīdzini ar tabulu.
- Izskaidro, kāpēc zemākas pretestības spuldze, kas velk vairāk strāvas pie tā paša sprieguma, beigu galā izkliedē vairāk jaudas — īstas spuldzes spilgtums skalējas ar jaudu.
5 · Paplašina
- „100 W” spuldze pie 120 V velk aptuveni 0.83 A un ir apmēram 144 Ω pretestība, kad karsta. Izmantojot P = E²/R, izskaidro, kāpēc „lielāka jaudas” spuldzei ar to pašu sprieguma reitingu jābūt ZEMĀKAI pretestībai, nevis augstākai.
- Kvēldiegi bieži sabrūk tieši ieslēgšanas brīdī, kad tie ir auksti un to pretestība ir zemākā. Izmantojot savu jaudas sakarību, izskaidro, kāpēc strāvas (un jaudas) uzplaiksnījums ir lielākais tieši tajā brīdī.
Fizika aiz šī eksperimenta
Elektriskā jauda (no I un R)
Jauda, kas izkliedējas kā siltums un gaisma rezistīvā slodzē, ir P = I²R. Pie fiksēta sprieguma zemākas pretestības slodze velk vairāk strāvas, un jauda aug vēl ātrāk, tā kā tā atkarīga no strāvas kvadrāta.
Elektroķēdes
- Oma likums: strāva, spriegums un pretestība
- Rezistori secībā: pretestības saskaitās
- Rezistori paralēli: strāva dalās
- Baterijas secībā: EMF saskaitās
- Ideālas mērierīces: ampermetri un voltmetri netraucē ķēdi
- Spuldzes secībā: kopīga strāva, blāvākas spuldzes
- Spuldzes paralēli: kopīgs spriegums, pilns spilgtums
- Spuldzes apvadīšana: kas notiek, kad vienu apiet
- Reostata regulators: nepārtraukti maināma pretestība
- Pareizs mērierīču novietojums: ampermetrs secībā, voltmetrs paralēli
- Samainītas mērierīces: izplatīta vadīšanas kļūda
- RC uzlāde: kondensatora eksponenciālā pieeja