En lampa med brytare: Effektutveckling i en glödlampa

1 · Förutsäg

Ett 9 V-batteri tänder en lampa genom en sluten brytare. Om du byter till en lampa med lägre resistans, lyser den starkare eller svagare?

2 · Uppbyggnad

  1. Öppna förinställningen Lampa med brytare och tryck på Återställ. Brytaren startar sluten, så 9 V-batteriet tänder lampan.
  2. Aktivera effektavläsningen på lampan.
  3. Ställ in lampans resistans för varje försök och notera den utvecklade effekten.

3 · Samla data

Lampresistans R (Ω)Ström I (A)Utvecklad effekt P (W)
50.00
100.00
150.00

Rita effekten P (y-axeln) mot 1/R (x-axeln) för dina tre försök.

4 · Analysera

  1. Beräkna för ett försök I = E/R med E = 9 V, sedan P = I²R (eller ekvivalent E²/R). Jämför med tabellen.
  2. Förklara varför en lampa med lägre resistans, som drar mer ström vid samma spänning, till slut utvecklar mer effekt — ljusstyrkan i en verklig lampa skalas med effekten.

5 · Utvidga

  1. En '100 W'-lampa vid 120 V drar ungefär 0.83 A och har en resistans på ungefär 144 Ω när den är varm. Förklara, med P = E²/R, varför en lampa med 'högre effekt' märkt för samma spänning måste ha LÄGRE resistans, inte högre.
  2. Glödtrådar går ofta sönder precis när de slås på, när de är kalla och deras resistans är lägst. Förklara med ditt effektsamband varför ström- (och effekt-)toppen är som högst just i det ögonblicket.

Fysiken bakom det här experimentet

Elektrisk effekt (från I och R)

Effekt utvecklad som värme och ljus i en resistiv last är P = I²R. Vid fast spänning drar en last med lägre resistans mer ström, och effekten växer ännu snabbare eftersom den beror av strömmen i kvadrat.

← Tillbaka till experimentet

Kretsar

138 gratis utskrivbara labblad i fysik