Lampu Bersuis: Kuasa Disipasi dalam Satu Mentol

1 · Ramal

Bateri 9 V menyalakan satu mentol melalui suis tertutup. Jika anda menukar kepada mentol rintangan lebih rendah, adakah ia bersinar lebih cerah atau lebih malap?

2 · Susun

  1. Buka praset lampu-bersuis dan tekan Set semula. Suis bermula tertutup, jadi bateri 9 V menyalakan lampu.
  2. Aktifkan bacaan kuasa pada lampu.
  3. Tetapkan rintangan lampu bagi setiap percubaan dan rekod kuasa yang disipasi.

3 · Kumpul Data

Rintangan mentol R (Ω)Arus I (mA)Kuasa disipasi P (W)
50.00
100.00
150.00

Plot kuasa P (paksi-y) melawan 1/R (paksi-x) bagi tiga percubaan anda.

4 · Analisis

  1. Bagi satu percubaan, kira I = E/R menggunakan E = 9 V, kemudian P = I²R (atau sama dengan E²/R). Bandingkan dengan jadual.
  2. Terangkan mengapa mentol rintangan-rendah, yang menarik lebih banyak arus pada voltan sama, akhirnya menyipaskan lebih banyak kuasa -- kecerahan mentol sebenar berskala dengan kuasa.

5 · Lanjutkan

  1. Mentol '100 W' pada 120 V menarik kira-kira 0.83 A dan mempunyai rintangan kira-kira 144 Ω ketika panas. Menggunakan P = E²/R, terangkan mengapa mentol 'watt tinggi' berating untuk voltan yang sama mesti mempunyai rintangan LEBIH RENDAH, bukan lebih tinggi.
  2. Filamen pijar selalunya gagal tepat ketika dihidupkan, ketika ia sejuk dan rintangannya paling rendah. Menggunakan hubungan kuasa anda, terangkan mengapa lonjakan arus (dan kuasa) paling tinggi pada detik itu.

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

Kuasa Elektrik (daripada I dan R)

Kuasa disipasi sebagai haba dan cahaya dalam beban berintang ialah P = I²R, yang pada voltan tetap sama dengan P = V²/R. Beban rintangan-rendah menarik lebih banyak arus dan menyipaskan lebih banyak kuasa, tetapi kuasa dan arus berskala dengan faktor yang sama apabila rintangan berubah -- menyekurangkan R menggandakan kedua-duanya, bukan menyukukan kuasa, kerana R sendiri mengecil ketika I membesar.

← Kembali ke eksperimen

Litar

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma