Žiarovky v sérii: zdieľaný prúd, tlmenejšie žiarovky

1 · Predikuj

Dve rovnaké žiarovky sú zapojené v sérii cez batériu 9 V. V porovnaní s jedinou žiarovkou samotnou na tej istej batérii — je každá sériová žiarovka jasnejšia, tlmenjejšia alebo rovnaká?

2 · Priprav

  1. Otvor predvolbu žiarovky v sérii a stlač Resetovať. Obe žiarovky štartujú s rovnakým odporom.
  2. Zapni odčítanie prúdu na oboch žiarovkách.
  3. Nastav odpor oboch žiaroviek (rovnaký navzájom) pre každý pokus a zaznamenaj zdieľaný prúd.

3 · Zbieraj údaje

Odpor každej žiarovky R (Ω)Celkový odpor R_total (Ω)Zdieľaný prúd I (A)
50.00
100.00
150.00

Zaznamenaj prúd I (os y) verzus celkový odpor R_total (os x) pre svoje tri pokusy.

4 · Analyzuj

  1. Pre jeden pokus vypočítaj R_total = 2R, potom I = E/R_total s E = 9 V. Porovnaj s tabuľkou.
  2. Porovnaj tento prúd s prúdom experimentu žiarovka s prepínačom pre jedinú žiarovku rovnakého odporu. Vysvetli, prečo pridanie druhej žiarovky do série presne prepolovuje prúd — a prečo výkon každej žiarovky teda klesne na štvrtinu, nie polovicu, keďže P = I²R rastie s druhou mocninou prúdu.

5 · Rozšír

  1. Keby dve žiarovky mali rôzne odpory, svietili by rovnako jasno? Použi P = I²R (rovnaké I pre obe, rôzne R) na predikciu, ktorá by bola jasnejšia.
  2. Keby jedna žiarovka v tejto sériovej dvojici vyhorela (jej vlákno sa preruší, efektívne nekonečný odpor), čo sa stane s druhou žiarovkou? Porovnaj so správaním prepínača v experimente skrat žiarovky.

Fyzika za týmto experimentom

Sériové žiarovky zdieľajú prúd

Sériové žiarovky nesú ten istý prúd I = E/(2R), ale každá žiarovka dostáva len polovicu celkového napätia. Keďže výkon je I²R s menším prúdom, než by brala samotná žiarovka, každá sériová žiarovka svieti tlmeniejšie.

← Späť na experiment

Obvody

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky