Batérie v sérii: EMF sa sčítajú
1 · Predikuj
Dve batérie 6 V sú spojené v sérii (rovnaká orientácia) a ženú jediný rezistor. Správa sa obvod ako jeden zdroj 6 V alebo ako väčší kombinovaný zdroj?
- EMF sa sčítajú — obvod sa správa ako jediný zdroj 12 V.
- Obvod sa správa ako priemer, 6 V.
- Batérie sa vyrušia a neženia žiadny prúd.
2 · Priprav
- Otvor predvolbu batérie v sérii a stlač Resetovať. b1 = 6 V je pevné; R1 = 100 Ω je pevné.
- Zapni odčítanie prúdu na R1.
- Nastav EMF b2 pre každý pokus a zaznamenaj prúd obvodu.
3 · Zbieraj údaje
| EMF batérie b2 (V) | Celkové EMF (V) | Prúd I (A) |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 9.00 |
Zaznamenaj prúd I (os y) verzus celkové EMF (os x) pre svoje tri pokusy.
4 · Analyzuj
- Pre jeden pokus vypočítaj celkové EMF = b1 + b2 s b1 = 6 V, potom I = EMF_total/R1 s R1 = 100 Ω. Porovnaj s tabuľkou.
- Vysvetli, prečo dve batérie zapojené v tej istej orientácii (kladný pól na záporný pól) sčítajú svoje EMF, rovnako ako sa sčítajú sériové odpory.
5 · Rozšír
- Keby b2 bola obrátená (zapojená dozadu), jej EMF by sa odčítala namiesto sčítania: celkové EMF = b1 − b2. Vysvetli, prečo obrátenie jednej batérie v sériovej dvojici pracuje proti druhej.
- Baterka s 2 tužkovými batériami (1.5 V každá) v sérii svieti žiarovkou na 3 V. Pomocou vzťahu tohto experimentu vysvetli, prečo pridanie tretej tužkovej batérie v sérii by nechalo žiarovku vyhorieť rýchlejšie.
Fyzika za týmto experimentom
Sériové EMF zdroje
Batérie zapojené v sérii so zodpovedajúcou polaritou sčítajú svoje EMF priamo: EMF_total = b1 + b2. Jediný výsledný slučkový prúd je potom I = EMF_total/R, podľa Ohmovho zákona aplikovaného na kombinovaný zdroj.
Obvody
- Ohmov zákon: prúd, napätie a odpor
- Rezistory v sérii: odpory sa sčítajú
- Rezistory paralelne: prúd sa delí
- Žiarovka s prepínačom: výkon v žiarovke
- 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