Резисторы последовательно: сопротивления складываются
1 · Прогноз
Два резистора соединены последовательно (один за другим) через батарею 12 V. Если увеличить второй резистор, будет ли через оба течь тот же ток?
- Нет — ток разделяется между двумя резисторами.
- Да — последовательные элементы делят ровно один ток при любых их сопротивлениях.
- Ток каждого резистора задаётся независимо его собственным сопротивлением.
2 · Подготовка
- Откройте пресет series-resistors и нажмите «Сброс». R1 = 100 Ω зафиксировано; батарея подаёт 12 В.
- Включите показание тока на обоих резисторах.
- Задайте значение R2 для каждой пробы и запишите (единственный, общий) ток цепи.
3 · Сбор данных
| Резистор R2 (Ω) | Суммарное сопротивление R_total (Ω) | Ток I (A) |
|---|---|---|
| 100.00 | ||
| 200.00 | ||
| 300.00 |
Постройте ток I (ось y) против суммарного сопротивления R_total (ось x) для трёх проб.
4 · Анализ
- Для одной пробы вычислите R_total = R1 + R2, затем I = E/R_total при E = 12 В; R1 = 100 Ω. Сравните с таблицей.
- Подтвердите по симуляции, что показание тока на R1 и на R2 одинаково. Объясните, почему последовательные элементы обязаны делить ровно один ток (заряду больше некуда деться).
5 · Развитие
- Раз оба резистора несут один ток, больший резистор получает большую долю из 12 В. Объясните, почему V = IR означает деление напряжения пропорционально сопротивлению в последовательной цепи.
- Старые ёлочные гирлянды соединялись последовательно: если одна лампа перегорала, вся нить гасла. Объясните почему, используя знание о последовательном токе.
Физика этого эксперимента
Последовательное сопротивление
Последовательные резисторы складываются напрямую: R_total = R1 + R2 + … Поскольку путь для тока один, через каждый компонент течёт один и тот же ток I = E/R_total.