Rezistory paralelne: prúd sa delí
1 · Predikuj
Dva rezistory sú spojené paralelne (vedľa seba) cez batériu 6 V, takže obe vidia plné napätie batérie. Ak zvýšiš hodnotu druhého rezistora, celkový prúd odoberaný z batérie ide hore alebo dole?
- Celkový prúd ide hore, keď R2 rastie.
- Celkový prúd nezávisí na R2.
- Celkový prúd ide dole — vetva s väčším R2 nesie menej prúdu a druhá vetva je neovplyvnená.
2 · Priprav
- Otvor predvolbu rezistory paralelne a stlač Resetovať. R1 = 100 Ω je pevné; batéria dodáva 6 V cez obe vetvy.
- Zapni odčítanie prúdu na oboch rezistoroch a batérii.
- Nastav hodnotu R2 pre každý pokus a zaznamenaj celkový prúd odoberaný z batérie.
3 · Zbieraj údaje
| Rezistor R2 (Ω) | Ekvivalentný odpor R_p (Ω) | Celkový prúd I_total (A) |
|---|---|---|
| 100.00 | ||
| 150.00 | ||
| 200.00 |
Zaznamenaj celkový prúd I_total (os y) verzus 1/R2 (os x) pre svoje tri pokusy.
4 · Analyzuj
- Pre jeden pokus vypočítaj R_p = 1/(1/R1 + 1/R2), potom I_total = E/R_p s E = 6 V, R1 = 100 Ω. Porovnaj s tabuľkou. Tiež over, že I_total = E/R1 + E/R2 dáva tú istú odpoveď.
- Prúd vetvy R1 zostáva pevný na E/R1 = 0.06 A bez ohľadu na R2. Vysvetli, prečo prúd každej paralelnej vetvy závisí len na jej vlastnom odpore, nie na druhej vetve.
5 · Rozšír
- Domáce zásuvky sú zapojené paralelne, nie sériovo, takže každý spotrebič vidí plných 120 V (alebo 230 V) nezávisle. Vysvetli, prečo sériové zapojenie by bolo nepraktické pre dom plný nezávisle zapínaných spotrebičov.
- Ekvivalentný odpor paralelnej kombinácie je vždy menší než ktorýkoľvek jednotlivý rezistor. Vysvetli, prečo pridanie druhej prúdovej cesty môže len uľahčiť (nikdy nesťažiť) tok náboja.
Fyzika za týmto experimentom
Paralelný odpor
Rezistory paralelne sa kombinujú prevrátenými hodnotami: 1/R_p = 1/R1 + 1/R2. Každá vetva vidí plné zdrojové napätie a odoberá vlastný prúd nezávisle, I = V/R pre tú vetvu samotnú.
Obvody
- Ohmov zákon: prúd, napätie a odpor
- Rezistory v sérii: odpory sa sčítajú
- Žiarovka s prepínačom: výkon v žiarovke
- Batérie v sérii: EMF sa sčítajú
- Ideálne prístroje: ampérmeter a voltmeter nevyrušujú obvod
- Žiarovky v sérii: zdieľaný prúd, tlmenejšie žiarovky
- Žiarovky paralelne: zdieľané napätie, plný jas
- Skrat žiarovky: čo sa stane, keď jednu obejdeš
- Reostatový stmievač: priebežne premenlivý odpor
- Správne umiestnenie prístrojov: ampérmeter do série, voltmeter paralelne
- Vymenené prístroje: častá zapojovacia chyba
- Nabíjanie RC: exponenciálne priblíženie kondenzátora