Kratko stikanje žarnice: kaj se zgodi, ko jo obideš
1 · Predvidi
Dve žarnici (lampA, lampB) sta zaporedno. Stikalo, stkano vzporedno čez lampB, je sprva odprto. Če ga zapreš — ustvarjajoč bližnjico z ničelnim uporom okoli lampB — kaj se zgodi s svetlostjo lampA?
- LampA potemni, ko se stikalo zapre.
- Svetlost lampA se ne spremeni.
- Zaprtje stikala obide lampB, zato lampA sedaj dobi polni tok kroga — se posvetli.
2 · Pripravi
- Odpri prednastavitev short-a-bulb in pritisni Ponastavi. Obe žarnici začneta z enakim uporom (100 Ω); stikalo začne odprto.
- Omogoči odčitek toka na obeh žarnicah.
- Zabeleži tok lampA z odprtim stikalom, nato zapri stikalo in zabeleži znova.
3 · Zberi podatke
| Stanje stikala (0 = odprto, 1 = zaprto) | Tok lampA I (A) |
|---|---|
| 0 | |
| 1 |
Naredi stolpični diagram, ki primerja tok lampA v primeru odprtega in zaprtega stikala.
4 · Analiziraj
- Z odprtim stikalom sta obe žarnici zaporedno: I = E/(2R) z E = 9 V, R = 100 Ω. Z zaprtim je lampB (100 Ω) obiden s stikalom 0 Ω, ostane samo lampA: I = E/R.
- Razloži, zakaj pot z ničelnim uporom vzporedno z lampB nosi ves tok, tako da skozi lampB samo steče nič toka, ko se stikalo zapre.
5 · Razširi
- Moč lampA gre gor štirikrat, ko se stikalo zapre — tok se podvoji in P = I²R gre s kvadratom (ista utemeljitev kot v switched-lamp). Od kod prihaja ta dodatna moč — je baterija v obeh primerih enako trdo delala?
- Pravo stikalo ima droben, a neničen upor, ko je zaprto. Ali bi to spremenilo kvalitativni rezultat tu (lampA se posvetli), ali le točne številke?
Fizika za tem poskusom
Kratko stikanje veje
Pot z ničelnim uporom vzporedno s komponento nosi tok namesto te komponente (ker tok sledi poti najmanjšega upora), s čimer jo učinkovito odstrani iz kroga — temu se reče „kratko stavkanje“ komponente.
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
- Potemnilnik z reostatom: zvezno spremenljiv upor
- Pravilna postavitev merilnikov: ampermetr zaporedno, voltmetr vzporedno
- Zamenjana merilnika: pogosta napaka v žičenju
- Polnjenje RC: eksponentni približevanje kondenzatorja