Lâmpadas em série: corrente compartilhada, lâmpadas dimmer
1 · Prever
Duas lâmpadas idênticas são ligadas em série através de uma bateria 9 V. Em comparação com uma única lâmpada sozinha na mesma bateria, cada lâmpada da série é mais brilhante, mais fraca ou igual?
- Cada lâmpada da série é mais brilhante.
- Cada lâmpada em série é mais fraca – elas compartilham a corrente e a tensão.
- Cada lâmpada é exatamente tão brilhante quanto uma única lâmpada sozinha.
2 · Preparar
- Abra a predefinição da série de lâmpadas e pressione Redefinir. Ambas as lâmpadas começam com resistência igual.
- Ative a leitura atual em ambas as lâmpadas.
- Defina a resistência de ambas as lâmpadas (iguais entre si) para cada tentativa e registre a corrente compartilhada.
3 · Coletar Dados
| A resistência de cada lâmpada R (Ω) | Resistência total R_total (Ω) | Corrente compartilhada I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 150.00 |
Plote a corrente I (eixo y) em relação à resistência total R_total (eixo x) para suas três tentativas.
4 · Analisar
- Para uma tentativa, calcule R_total = 2R, então I = E/R_total usando E = 9 V. Compare com a tabela.
- Compare esta corrente com a corrente do experimento switched-lamp para uma única lâmpada com a mesma resistência. Explique por que adicionar uma segunda lâmpada em série reduz exatamente pela metade a corrente – e por que a potência de cada lâmpada cai para um quarto, e não para a metade, já que P = I²R cresce com o quadrado da corrente.
5 · Aprofundar
- Se as duas lâmpadas tivessem resistências diferentes, elas brilhariam com a mesma intensidade? Use P = I²R (mesmo I para ambos, R diferente) para prever qual deles seria mais brilhante.
- Se uma lâmpada deste par em série queimar (seu filamento se rompe, resistência efetivamente infinita), o que acontece com a outra lâmpada? Compare com o comportamento de troca do experimento short-a-bulb.
A física por trás deste experimento
As lâmpadas da série compartilham a corrente
Lâmpadas em série conduzem a mesma corrente I = E/(2R), mas cada lâmpada recebe apenas metade da tensão total. Como a potência é I²R com uma corrente menor do que uma lâmpada isolada consumiria, cada lâmpada em série brilha mais fraco.