స్విచ్ గల దీపం: బల్బ్లో సామర్థ్య వ్యయం
1 · ఊహించండి
9 V బ్యాటరీ మూసిన స్విచ్ ద్వారా బల్బ్ను వెలిగిస్తుంది. తక్కువ నిరోధం గల బల్బ్ను మార్చితే, అది ఎక్కువ ప్రకాశవంతంగా మెరుస్తుందా మసకగానా?
- తక్కువ-నిరోధ బల్బ్ మసకగా మెరుస్తుంది.
- తక్కువ-నిరోధ బల్బ్ ఎక్కువ ప్రవాహాన్ని లాగి, ఎక్కువ సామర్థ్యాన్ని వెలుపలికి పంపుతుంది — అది ఎక్కువ ప్రకాశవంతంగా మెరుస్తుంది.
- ప్రకాశం బల్బ్ నిరోధంపై ఆధారపడదు.
2 · అమరిక
- switched-lamp ప్రీసెట్ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. స్విచ్ మూసిన స్థితిలో ప్రారంభమవుతుంది, కాబట్టి 9 V బ్యాటరీ దీపాన్ని వెలిగిస్తుంది.
- దీపంపై సామర్థ్య రీడింగ్ను చేతనం చేయండి.
- ప్రతి ప్రయత్నానికి దీపం నిరోధాన్ని సెట్ చేసి, వెలుపలికి వెళ్ళిన సామర్థ్యాన్ని నమోదు చేయండి.
3 · డేటా సేకరించండి
| బల్బ్ నిరోధం R (Ω) | ప్రవాహం I (mA) | వెలుపలికి వెళ్ళిన సామర్థ్యం P (W) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 150.00 |
మీ మూడు ప్రయత్నాల కోసం 1/R (x-అక్షం) పై సామర్థ్యం P (y-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి.
4 · విశ్లేషించండి
- ఒక ప్రయత్నానికి, E = 9 V ఉపయోగించి I = E/R లెక్కించి, తర్వాత P = I²R (లేదా అదే E²/R). పట్టికతో పోల్చండి.
- అదే వోల్టేజ్ వద్ద ఎక్కువ ప్రవాహాన్ని లాగుకునే తక్కువ-నిరోధ బల్బ్ ఎక్కువ సామర్థ్యాన్ని వెలుపలికి పంపడం ఎందుకు — నిజమైన బల్బ్లో ప్రకాశం సామర్థ్యంతో స్కేల్ అవుతుంది — వివరించండి.
5 · విస్తరించండి
- 120 V వద్ద “100 W” బల్బ్ సుమారు 0.83 A లాగుకుంటుంది, వేడిగా ఉన్నప్పుడు దాని నిరోధం సుమారు 144 Ω. P = E²/R ఉపయోగించి, అదే వోల్టేజ్ కు రేట్ చేయబడిన “ఎక్కువ వాటేజ్” బల్బ్కు ఎక్కువ కాదు, తక్కువ నిరోధం ఉండాల్సింది ఎందుకో వివరించండి.
- ఇన్కాండిసెంట్ ఫిలమెంట్లు తరచుగా ఆన్ చేసిన మరుక్షణమే పాడవుతాయి, అప్పుడు అవి చల్లగా, నిరోధం అత్యల్పంగా ఉంటాయి. మీ సామర్థ్య సంబంధం ఉపయోగించి, ఆ క్షణంలోనే ప్రవాహ (మరియు సామర్థ్య) ఉఛ్ఛస్థితి ఎందుకు అత్యధికంగా ఉంటుందో వివరించండి.
ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం
విద్యుత్ సామర్థ్యం (I, R నుండి)
నిరోధ లోడ్లో వేడి, వెలుగులుగా వెలుపలికి వెళ్ళే సామర్థ్యం P = I²R, ఇది స్థిర వోల్టేజ్ వద్ద P = V²/R కు సమానం. తక్కువ-నిరోధ లోడ్ ఎక్కువ ప్రవాహాన్ని లాగి, ఎక్కువ సామర్థ్యాన్ని వెలుపలికి పంపుతుంది, కానీ నిరోధం మారినప్పుడు సామర్థ్యం, ప్రవాహం ఒకే కారకంతో స్కేల్ అవుతాయి — R సగం అయితే రెండూ రెట్టింపవుతాయి, సామర్థ్యం నాలుగు రెట్లు కాదు, ఎందుకంటే I పెరుగుతున్నప్పుడే R తగ్గిపోతోంది.
వలయాలు
- ఓం నియమం: ప్రవాహం, వోల్టేజ్, నిరోధం
- శ్రేణిలోని నిరోధకాలు: నిరోధాలు కూడుతాయి
- సమాంతరంలోని నిరోధకాలు: ప్రవాహం విభజించబడుతుంది
- శ్రేణిలోని బ్యాటరీలు: EMF లు కూడుతాయి
- ఆదర్శ మీటర్లు: ఆమ్మీటర్లు, వోల్ట్మీటర్లు వలయాన్ని కలవరపరచవు
- శ్రేణిలోని బల్బ్లు: పంచుకున్న ప్రవాహం, మసక బల్బ్లు
- సమాంతరంలోని బల్బ్లు: పంచుకున్న వోల్టేజ్, పూర్తి ప్రకాశం
- బల్బ్ను షార్ట్ చేయడం: ఒకదాన్ని దాటిపెట్టినప్పుడు ఏమి జరుగుతుంది
- రియోస్టాట్ డిమ్మర్: నిరంతరం మారే నిరోధం
- సరైన మీటర్ అమరిక: ఆమ్మీటర్ శ్రేణిలో, వోల్ట్మీటర్ సమాంతరంలో
- తారుమారైన మీటర్లు: ఒక సాధారణ వైరింగ్ తప్పు
- RC చార్జింగ్: సంధారకం యొక్క ఘాతీయ సమీపనం