Rezystory w szeregu: rezystancje się sumują
1 · Prognoza
Dwa rezystory połączone w szeregu (jeden za drugim) przez baterię 12 V. Jeśli zwiększysz wartość drugiego rezystora, czy przez oba nadal płynie ten sam prąd?
- Nie — prąd dzieli się między dwa rezystory.
- Tak — elementy szeregowe dzielą dokładnie jeden prąd, niezależnie od indywidualnych rezystancji.
- Prąd przez każdy rezystor ustala niezależnie jego własna rezystancja.
2 · Przygotowanie
- Otwórz preset series-resistors i naciśnij Reset. R1 = 100 Ω jest ustalone; bateria podaje 12 V.
- Włącz odczyt prądu na obu rezystorach.
- Ustaw wartość R2 dla każdej próby i zapisz (pojedynczy, wspólny) prąd obwodu.
3 · Zbieranie danych
| Rezystor R2 (Ω) | Rezystancja całkowita R_total (Ω) | Prąd I (A) |
|---|---|---|
| 100.00 | ||
| 200.00 | ||
| 300.00 |
Narysuj prąd I (oś y) względem rezystancji całkowitej R_total (oś x) dla trzech prób.
4 · Analiza
- Dla jednej próby oblicz R_total = R1 + R2, a potem I = E/R_total przy E = 12 V; R1 = 100 Ω. Porównaj z tabelą.
- Potwierdź z symulacji, że odczyt prądu jest identyczny na R1 i na R2. Wyjaśnij, dlaczego elementy szeregowe muszą dzielić dokładnie jeden prąd (ładunek nie ma dokąd indziej uciec).
5 · Rozszerzenie
- Ponieważ oba rezystory dzielą ten sam prąd, większy rezystor dostaje większą część z 12 V. Wyjaśnij, dlaczego V = IR oznacza, że napięcie dzieli się proporcjonalnie do rezystancji w obwodzie szeregowym.
- Stare lampki choinkowe były łączone szeregowo: gdy jedna żarówka się przepaliła, cały łańcuszek gasł. Wyjaśnij dlaczego, wiedzą o prądzie szeregowym.
Fizyka tego eksperymentu
Rezystancja szeregowa
Rezystory szeregowo dodają się wprost: R_total = R1 + R2 + … Ponieważ istnieje tylko jedna ścieżka prądowa, ten sam prąd I = E/R_total płynie przez każdy komponent.