Pærer i serie: delt strøm, svakere pærer
1 · Prediker
To identiske pærer er koblet i serie over et batteri på 9 V. Sammenlignet med en enkelt pære alene på samme batteri, er hver seriepære lysere, svakere eller den samme?
- Hver seriepære er lysere.
- Hver seriepære er svakere — de deler strømmen og spenningen.
- Hver pære er nøyaktig like lys som en enkelt pære alene.
2 · Oppsett
- Åpne pærer-i-serie-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Begge pærene starter med lik motstand.
- Aktiver strømavlesningen på begge pærene.
- Sett begge pærenes motstand (lik hverandre) for hvert forsøk og registrer den delte strømmen.
3 · Samle inn data
| Hver pæres motstand R (Ω) | Total motstand R_total (Ω) | Delt strøm I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 150.00 |
Plott strøm I (y-akse) mot total motstand R_total (x-akse) for dine tre forsøk.
4 · Analyser
- For ett forsøk, beregn R_total = 2R, deretter I = E/R_total med E = 9 V. Sammenlign med tabellen.
- Sammenlign denne strømmen med strømavlesningen i lampe-med-bryter-eksperimentet for en enkelt pære av samme motstand. Forklar hvorfor å legge til en andre pære i serie nøyaktig halverer strømmen — og hvorfor hver pæres effekt derfor faller til en fjerdedel, ikke en halvdel, siden P = I²R går som kvadratet av strømmen.
5 · Utvid
- Hvis de to pærene hadde forskjellige motstander, ville de lyse like sterkt? Bruk P = I²R (samme I for begge, forskjellig R) til å forutsi hvilken som ville være lysere.
- Hvis én pære i dette serieparet brant ut (filamentet knekker, effektivt uendelig motstand), hva skjer med den andre pæren? Sammenlign med kortslutt-en-pære-eksperimentets bryteroppførsel.
Fysikken bak dette eksperimentet
Seriepærer deler strøm
Seriepærer bærer samme strøm I = E/(2R), men hver pære får bare halvparten av total spenning. Siden effekten er I²R med en mindre strøm enn en enslig pære ville trukket, lyser hver seriepære svakere.
Kretser
- Ohms lov: strøm, spenning og motstand
- Motstander i serie: motstander adderes
- Motstander i parallell: strømmen deles
- En lampe med bryter: effektavgivelse i en pære
- Batterier i serie: EMF-ene adderes
- Ideelle målere: amperemetere og voltmetre forstyrrer ikke kretsen
- Pærer i parallell: delt spenning, full lysstyrke
- Å kortslutte en pære: hva skjer når du bypasser én
- En rheostat-dimmer: kontinuerlig variabel motstand
- Riktig målerplassering: amperemeter i serie, voltmeter i parallell
- Byttede målere: en vanlig koblingsfeil
- RC-lading: en kondensators eksponentielle tilnærming