Električni krogi
Žarnica s stikalom
Preklopi stikalo — žarnica se prižge, svetlost ∝ moč.
Žarnica s stikalom — interaktivna simulacija Električni krogi. Preklopi stikalo — žarnica se prižge, svetlost ∝ moč. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Upravljanje s stikalom
Stikalo zaporedno nadzoruje, ali tok doseže žarnico. Ko je zaprto, žarnica sveti; svetlost je odvisna od moči.
Odprtje stikala prekine zanko in ustavi tok. Zaprtje dopolni pot, tako da se moč P = I·V dostavi do nitke žarnice.
- P = I·V
- Odprto stikalo → I ≈ 0
Oris preiskave
Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij
Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.
Vodilno vprašanje
Baterija 9 V prižiga žarnico skozi zaprto stikalo. Če vstaviš žarnico z nižjim uporom, ali sveti svetleje ali temneje?
Predvidevanja za pretehtanje
- Žarnica z nižjim uporom sveti temneje.
- Žarnica z nižjim uporom potegne več toka in razprši več moči — sveti svetleje.
- Svetlost ni odvisna od upora žarnice.
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Upor žarnice R (Ω)
Kaj izmeriš:
- Tok I (mA)
- Razpršena moč P (W)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev switched-lamp in pritisni Ponastavi. Stikalo začne zaprto, tako da baterija 9 V prižiga svetilko.
- Omogoči odčitek moči na svetilki.
- Nastavi upor svetilke za vsak poskus in zabeleži razpršeno moč.
Vodilna enačba
Električna moč (iz I in R) — P = I²·R
Moč, razpršena kot toplota in svetloba v ohmskem porabniku, je P = I²R, kar pri fiksni napetosti je enako P = V²/R. Porabnik z nižjim uporom potegne več toka in razprši več moči, toda moč in tok se spreminjata z istim faktorjem, ko se upor spreminja — polovičen R podvoji oboje, ne početveri moči, ker se sam R manjša, tudi ko I raste.
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Za en poskus izračunaj I = E/R z E = 9 V, nato P = I²R (ali enakovredno E²/R). Primerjaj s tabelo.
- Razloži, zakaj žarnica z nižjim uporom, ki pri isti napetosti potegne več toka, konča z več razpršene moči — svetlost prave žarnice se skalira z močjo.
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Žarnica „100 W“ pri 120 V potegne približno 0,83 A in ima upor približno 144 Ω, ko je vroča. Z P = E²/R razloži, zakaj mora imeti žarnica „višje moči“ za isto napetost NIŽJI upor, ne višji.
- Vroče niti žarnic pogosto odpovedo prav ob prižigu, ko so mrzle in njihov upor najnižji. S svojo zvezo moči razloži, zakaj je sunek toka (in moči) najvišji ravno v tem trenutku.
- AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
- IB Physics — B.5 Current and circuits
- General High School Physics — Electricity & DC circuits
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Dobrodošli pri žarnici s stikalom
- Izberi žarnico
- Pritisni Predvajaj
- Preklopi stikalo
- Odpri ploščo Lastnosti
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →