Vzporedni uporniki: tok se deli
1 · Predvidi
Dva upornika sta povezana vzporedno (drug ob drugem) čez baterijo 6 V, tako da oba vidita polno napetost baterije. Če povečaš vrednost drugega upornika, ali skupni tok iz baterije gre gor ali dol?
- Skupni tok gre gor, ko R2 raste.
- Skupni tok ni odvisen od R2.
- Skupni tok gre dol — večja veja R2 nosi manj toka, druga veja pa je nedotaknjena.
2 · Pripravi
- Odpri prednastavitev parallel-resistors in pritisni Ponastavi. R1 = 100 Ω je fiksna; baterija daje 6 V čez obe veji.
- Omogoči odčitek toka na obeh upornikih in bateriji.
- Nastavi vrednost R2 za vsak poskus in zabeleži skupni tok iz baterije.
3 · Zberi podatke
| Upornik R2 (Ω) | Nadomestni upor R_p (Ω) | Skupni tok I_total (A) |
|---|---|---|
| 100.00 | ||
| 150.00 | ||
| 200.00 |
Nariši skupni tok I_total (os y) proti 1/R2 (os x) za svoje tri poskuse.
4 · Analiziraj
- Za en poskus izračunaj R_p = 1/(1/R1 + 1/R2), nato I_total = E/R_p z E = 6 V, R1 = 100 Ω. Primerjaj s tabelo. Tudi preveri, da I_total = E/R1 + E/R2 da isti odgovor.
- Tok veje R1 ostaja fiksen pri E/R1 = 0,06 A, ne glede na R2. Razloži, zakaj je tok vsake vzporedne veje odvisen samo od njenega lastnega upora, ne od druge veje.
5 · Razširi
- Kužinske vtičnice so stkane vzporedno, ne zaporedno, tako da vsaka naprava neodvisno vidi polnih 120 V (ali 230 V). Razloži, zakaj bi bila zaporedna žičenja nepraktična za hišo polno neodvisno stikanih naprav.
- Nadomestni upor vzporedne kombinacije je vedno manjši od vsakega posamičnega upornika. Razloži, zakaj dodajanje druge tokovne poti lahko le olajša (nikoli oteži) pretok naboja.
Fizika za tem poskusom
Vzporedni upor
Vzporedni uporniki se kombinirajo po inverzih: 1/R_p = 1/R1 + 1/R2. Vsaka veja vidi polno napetost vira in potegne svoj tok neodvisno, I = V/R za to vejo samo.
Električni krogi
- Ohmov zakon: tok, napetost in upor
- Zaporedni uporniki: upori se seštejejo
- 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
- Potemnilnik z reostatom: zvezno spremenljiv upor
- Pravilna postavitev merilnikov: ampermetr zaporedno, voltmetr vzporedno
- Zamenjana merilnika: pogosta napaka v žičenju
- Polnjenje RC: eksponentni približevanje kondenzatorja