Een lamp overbruggen: wat gebeurt er als je er één omzeilt

1 · Voorspel

Twee lampen (lampA, lampB) staan in serie. Een schakelaar, parallel over lampB aangesloten, is aanvankelijk open. Als je hem sluit — waardoor een snelkoppeling met nul weerstand om lampB ontstaat — wat gebeurt er met de helderheid van lampA?

• LampA wordt zwakker als de schakelaar sluit.
• De helderheid van lampA verandert niet.
• Het sluiten van de schakelaar omzeilt lampB, dus lampA krijgt nu de volledige schakelstroom — hij wordt feller.

2 · Opstelling

1. Open de voorinstelling short-a-bulb en druk op Herstel. Beide lampen starten bij gelijke weerstand (100 Ω); de schakelaar start open.
2. Zet de stroomaflezing op beide lampen aan.
3. Noteer de stroom door lampA met de schakelaar open, sluit daarna de schakelaar en noteer hem opnieuw.

3 · Verzamel gegevens

Maak een staafdiagram dat de stroom door lampA vergelijkt tussen het geval met open schakelaar en dat met gesloten schakelaar.

4 · Analyseer

1. Met de schakelaar open staan beide lampen in serie: I = E/(2R) met E = 9 V, R = 100 Ω. Met de schakelaar gesloten wordt lampB (100 Ω) overbrugd door de schakelaar van 0 Ω, waardoor alleen lampA overblijft: I = E/R.
2. Leg uit waarom een pad met nul weerstand parallel aan lampB alle stroom voert, zodat er nul stroom door lampB zelf vloeit zodra de schakelaar sluit.

5 · Verdiep

1. Het vermogen van lampA wordt vier keer zo groot als de schakelaar sluit — de stroom verdubbelt en P = I²R gaat met het kwadraat daarvan (dezelfde redenering als bij switched-lamp). Waar komt dat extra vermogen vandaan — werkte de batterij in beide gevallen even hard?
2. Een echte schakelaar heeft gesloten een piepkleine maar niet-nul weerstand. Zou dat het kwalitatieve resultaat hier veranderen (lampA wordt feller), of alleen de exacte getallen?

De natuurkunde achter dit experiment

← Terug naar experiment

138 gratis printbare labwerkbladen voor natuurkunde