Curto-circuito em uma lâmpada: o que acontece quando você ignora uma
1 · Prever
Duas lâmpadas (lâmpadaA, lâmpadaB) estão em série. Uma chave, ligada em paralelo à lâmpada B, está inicialmente aberta. Se você fechá-la – criando um atalho de resistência zero em torno da lâmpada B – o que acontece com o brilho da lâmpada A?
- A lâmpadaA diminui quando o interruptor fecha.
- O brilho da LampA não muda.
- Fechar a chave desvia a lâmpada B, então a lâmpada A agora recebe a corrente completa do circuito – ela acende.
2 · Preparar
- Abra a predefinição short-a-bulb e pressione Redefinir. Ambas as lâmpadas iniciam com resistência igual (100 Ω); o interruptor começa aberto.
- Ative a leitura atual em ambas as lâmpadas.
- Registre a corrente da lâmpada A com a chave aberta, feche a chave e registre-a novamente.
3 · Coletar Dados
| Estado da chave (0 = aberta, 1 = fechada) | Corrente da lâmpadaA I (A) |
|---|---|
| 0 | |
| 1 |
Faça um gráfico de barras comparando a corrente da lâmpada A nos casos de chave aberta e chave fechada.
4 · Analisar
- Com a chave aberta, ambas as lâmpadas ficam em série: I = E/(2R) usando E = 9 V, R = 100 Ω. Com ela fechada, a lâmpadaB (100 Ω) é contornada pela chave 0 Ω, restando apenas a lâmpadaA: I = E/R.
- Explique por que um caminho de resistência zero em paralelo com a lâmpada B transporta toda a corrente, deixando corrente zero através da própria lâmpada B quando a chave fecha.
5 · Aprofundar
- A potência de LampA aumenta quatro vezes quando a chave fecha – a corrente dobra, e P = I²R cresce com o quadrado dela (o mesmo raciocínio do switched-lamp). De onde vem essa energia extra – a bateria funcionou igualmente em ambos os casos?
- Uma chave real tem uma resistência pequena, mas diferente de zero, quando fechada. Isso mudaria o resultado qualitativo aqui (aumento da lâmpada A), ou apenas os números exatos?
A física por trás deste experimento
Encurtando uma filial
Um caminho de resistência zero em paralelo com um componente transporta a corrente em vez desse componente (já que a corrente segue o caminho de menor resistência), removendo-o efetivamente do circuito - isso é chamado de “curto-circuito” do componente.