Baterii în serie: EMF-urile se adună
1 · Prezice
Două baterii de 6 V sunt conectate în serie (aceeași orientare) alimentând un singur rezistor. Se comportă circuitul ca o sursă de 6 V sau ca o sursă combinată mai mare?
- EMF-urile se adună — circuitul se comportă ca o singură sursă de 12 V.
- Circuitul se comportă ca media, 6 V.
- Bateriile se anulează, neducând curent.
2 · Montaj
- Deschide presetarea series-batteries și apasă Resetează. b1 = 6 V este fix; R1 = 100 Ω este fix.
- Activează citirea curentului pe R1.
- Setează EMF-ul lui b2 pentru fiecare încercare și înregistrează curentul circuitului.
3 · Colectează date
| EMF-ul bateriei b2 (V) | EMF total (V) | Curentul I (A) |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 9.00 |
Plotează curentul I (axa y) în funcție de EMF-ul total (axa x) pentru cele trei încercări.
4 · Analizează
- Pentru o încercare, calculează EMF total = b1 + b2 folosind b1 = 6 V, apoi I = EMF_total/R1 folosind R1 = 100 Ω. Compară cu tabelul.
- Explică de ce două baterii legate cu aceeași orientare (terminal pozitiv la terminal negativ) își adună EMF-urile, la fel cum se adună rezistențele în serie.
5 · Extinde
- Dacă b2 ar fi întoarsă (legată invers), EMF-ul ei s-ar scădea în loc să se adune: EMF total = b1 − b2. Explică de ce inversarea unei baterii într-o pereche serie lucrează împotriva celeilalte.
- O lanternă cu 2 baterii AA (1.5 V fiecare) în serie îi alimentează becul la 3 V. Folosind relația acestui experiment, explică de ce adăugarea unei a treia baterii AA în serie ar arde becul mai repede.
Fizica din spatele acestui experiment
Surse EMF în serie
Bateriile legate în serie cu polaritate corespunzătoare își adună direct EMF-urile: EMF_total = b1 + b2. Singurul curent de buclă rezultat este apoi I = EMF_total/R, prin legea lui Ohm aplicată sursei combinate.
Circuite
- Legea lui Ohm: curent, tensiune și rezistență
- Rezistoare în serie: rezistențele se adună
- Rezistoare în paralel: curentul se împarte
- O lampă cu întrerupător: disiparea puterii într-un bec
- Instrumente ideale: ampermetrele și voltmetrele nu deranjează circuitul
- Becuri în serie: curent partajat, becuri mai slabe
- Becuri în paralel: tensiune partajată, luminozitate maximă
- Scurtcircuitarea unui bec: ce se întâmplă când îl ocolești
- Dimmer cu reostat: rezistență variabilă continuu
- Plasarea corectă a instrumentelor: ampermetru în serie, voltmetru în paralel
- Instrumente inversate: o greșeală comună de conectare
- Încărcarea RC: abordarea exponențială a unui condensator