Potemnilnik z reostatom: zvezno spremenljiv upor
1 · Predvidi
Reostat (spremenljiv upornik) je stkani zaporedno s svetilko. Ko drsaš reostat proti višjemu uporu, ali tok svetilke raste ali pada?
- Tok raste, ko upor reostata raste.
- Tok pade, ko upor reostata raste — večji skupni zaporedni upor pomeni manj toka.
- Tok ni odvisen od nastavitve reostata.
2 · Pripravi
- Odpri prednastavitev dimmer in pritisni Ponastavi. Svetilka je fiksna na 100 Ω; baterija daje 9 V.
- Omogoči odčitek toka na svetilki.
- Nastavi upor reostata za vsak poskus in zabeleži tok svetilke.
3 · Zberi podatke
| Upor reostata R_rh (Ω) | Tok svetilke I (A) |
|---|---|
| 0.00 | |
| 50.00 | |
| 100.00 |
Nariši tok I (os y) proti uporu reostata R_rh (os x) za svoje tri poskuse.
4 · Analiziraj
- Za en poskus izračunaj I = E/(R_lamp + R_rh) z E = 9 V, R_lamp = 100 Ω. Primerjaj s tabelo.
- Reostat in svetilka sta zaporedno, zato je to isto zveza kot series-resistors — le da je sedaj en „upornik“ zvezno nastavljiv. Razloži, zakaj drsanje reostata gladivo potemni ali posvetli svetilko.
5 · Razširi
- Za razliko od modernega dimmerja LED (ki hitro vklopi in izklopi moč) potemnilnik z reostatom zapravlja energijo kot toploto v reostatu samem, točno sorazmerno z njegovim lastnim I²R. Razloži, zakaj staromodni potemnilnik z reostatom postane topel.
- Ta reostat je mogoče nastaviti kjerkoli od 0 Ω do 100 Ω. Kateri je največji možni tok (reostat na 0 Ω) in najmanjši možni tok (reostat na maksimumu)? Uporabi svojo formulo za preverbo obeh mej.
Fizika za tem poskusom
Reostat kot zaporedni upor
Reostat deluje kot nastavljiv zaporedni upornik: I = E/(R_lamp + R_rh). Drsanje proti višjemu uporu zvezno zmanjšuje tok in gladivo potemni svetilko namesto da bi jo popolnoma vklopil ali izklopil.
Električni krogi
- Ohmov zakon: tok, napetost in upor
- Zaporedni uporniki: upori se seštejejo
- Vzporedni uporniki: tok se deli
- Žarnica s stikalom: razprševanje moči v žarnici
- Baterije zaporedno: EMF se seštejeta
- Idealna merilnika: ampermetr in voltmetr ne motita kroga
- Žarnice zaporedno: deljen tok, temnejše žarnice
- Žarnice vzporedno: deljena napetost, polna svetlost
- Kratko stikanje žarnice: kaj se zgodi, ko jo obideš
- Pravilna postavitev merilnikov: ampermetr zaporedno, voltmetr vzporedno
- Zamenjana merilnika: pogosta napaka v žičenju
- Polnjenje RC: eksponentni približevanje kondenzatorja