Obwody

Lampka z przełącznikiem

Przełącz przełącznik — lampka świeci, jasność ∝ moc.

Lampka z przełącznikiem — interaktywna symulacja: Obwody. Przełącz przełącznik — lampka świeci, jasność ∝ moc. Bezpłatne wirtualne laboratorium fizyki w przeglądarce z pomiarami na żywo w SI i samouczkiem prowadzonym.

Sterowanie przełącznikiem

Przełącznik w szeregu decyduje, czy prąd dociera do żarówki. Gdy zamknięty, lampa świeci; jasność zależy od mocy.

Otwarcie wyłącznika przerywa oczko i zatrzymuje prąd. Zamknięcie go dopełnia ścieżkę, więc moc P = I·V trafia do włókna żarówki.

• P = I·V
• Wyłącznik otwarty → I ≈ 0

Krótki opis badania

Zaplanuj pytanie, zanim otworzysz pracownię

Krótki opis odzwierciedla stronę statyczną: pytanie badawcze, konkurujące przewidywania, role zmiennych, prawo rządzące i co mierzyć.

Pytanie badawcze

Bateria 9 V świeci żarówkę przez zamknięty przełącznik. Jeśli wkręcisz żarówkę o niższej rezystancji, świeci jaśniej czy ciemniej?

Prognozy do rozważenia

• Żarówka o niższej rezystancji świeci ciemniej.
• Żarówka o niższej rezystancji pobiera więcej prądu i rozprasza więcej mocy — świeci jaśniej.
• Jasność nie zależy od rezystancji żarówki.

Role zmiennych

Co ustawiasz:

• Rezystancja żarówki R (Ω)

Co mierzysz:

• Prąd I (mA)
• Moc rozproszona P (W)

Jak przebiega badanie

1. Otwórz preset lampki z przełącznikiem i naciśnij Reset. Przełącznik startuje zamknięty, więc bateria 9 V świeci lampą.
2. Włącz odczyt mocy na lampie.
3. Ustaw rezystancję lampy dla każdej próby i zapisz rozproszoną moc.

Równanie rządzące

Moc elektryczna (z I i R) — P = I²·R

Moc rozpraszana jako ciepło i światło w obciążeniu rezystancyjnym to P = I²R, co przy stałym napięciu jest tym samym co P = V²/R. Obciążenie o mniejszej rezystancji pobiera więcej prądu i rozprasza więcej mocy, ale moc i prąd zmieniają się tym samym współczynnikiem przy zmianie rezystancji — zmniejszenie R o połowę podwaja jedno i drugie, a nie czterokrotnie moc, ponieważ samo R maleje, nawet gdy I rośnie.

Co karta do druku każe uczniom wyliczyć

• Dla jednej próby oblicz I = E/R przy E = 9 V, a potem P = I²R (lub równoważnie E²/R). Porównaj z tabelą.
• Wyjaśnij, dlaczego żarówka o niższej rezystancji, pobierająca więcej prądu przy tym samym napięciu, rozprasza więcej mocy — jasność prawdziwej żarówki skaluje się z mocą.

Gdzie to wychodzi poza pracownię

• Żarówka „100 W” przy 120 V pobiera około 0.83 A i ma rezystancję około 144 Ω na gorąco. Używając P = E²/R, wyjaśnij, dlaczego żarówka o „wyższej mocy” na to samo napięcie musi mieć MNIEJSZĄ rezystancję, a nie większą.
• Żarniki żarówek często przepalają się właśnie przy włączeniu, gdy są zimne i ich rezystancja najniższa. Z Twojej zależności mocy wyjaśnij, dlaczego skok prądu (i mocy) jest wtedy największy.

• AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
• AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
• IB Physics — B.5 Current and circuits
• General High School Physics — Electricity & DC circuits
• NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields

1. Witamy w lampce z przełącznikiem
2. Zaznacz żarówkę
3. Naciśnij Play
4. Przełącz przełącznik
5. Otwórz panel Właściwości
6. Udało się!

Otwórz interaktywną symulację, zbuduj scenę, naciśnij Play i badaj z pomiarami na żywo oraz przewodnikiem.

Otwórz interaktywną pracownię →

Pobierz kartę pracy →

Prawo Ohma