วงจรไฟฟ้า
แบตเตอรี่ต่ออนุกรม
แรงเคลื่อนไฟฟ้าสองแหล่งรวมกันเมื่อต่ออนุกรม
แบตเตอรี่ต่ออนุกรม — การจำลองวงจรไฟฟ้าแบบโต้ตอบ แรงเคลื่อนไฟฟ้าสองแหล่งรวมกันเมื่อต่ออนุกรม ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
แบตเตอรี่ต่ออนุกรม
แบตเตอรี่อุดมคติที่ต่ออนุกรมรวมแรงเคลื่อนไฟฟ้าของพวกมัน เพิ่มแรงดันที่มีให้กับโหลด
เซลล์ 6 V สองเซลล์ต่ออนุกรมทำงานเหมือนแหล่งกำเนิด 12 V เดียว ตัวต้านทานเดียวกันจึงดึงกระแสเป็นสองเท่าของเซลล์เดียว
- ε_total = ε₁ + ε₂
- I = ε_total / R
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
แบตเตอรี่ 6 V สองก้อนต่ออนุกรม (ทิศเดียวกัน) ขับตัวต้านทานหนึ่งตัว วงจรทำตัวเหมือนแหล่ง 6 V เดียวหรือแหล่งรวมที่ใหญ่กว่า
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- แรงเคลื่อนไฟฟ้าบวกกัน — วงจรทำตัวเหมือนแหล่ง 12 V เดียว
- วงจรทำตัวเหมือนค่าเฉลี่ย 6 V
- แบตเตอรี่หักลบกัน ไม่ขับกระแส
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- แรงเคลื่อนไฟฟ้าแบตเตอรี่ b2 (V)
สิ่งที่คุณวัด:
- แรงเคลื่อนไฟฟ้ารวม (V)
- กระแส I (A)
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดพรีเซ็ท series-batteries แล้วกดรีเซ็ต b1 = 6 V คงที่ R1 = 100 Ω คงที่
- เปิดค่าแสดงกระแสที่ R1
- ตั้งแรงเคลื่อนไฟฟ้าของ b2 ในแต่ละรอบแล้วบันทึกกระแสวงจร
สมการควบคุม
แหล่งแรงเคลื่อนไฟฟ้าอนุกรม — V = I·R
แบตเตอรี่ที่ต่ออนุกรมด้วยขั้วตรงกันจะบวกแรงเคลื่อนไฟฟ้าเข้าด้วยกันตรง ๆ: EMF_total = b1 + b2 กระแสในลูปเดียวนั้นจึงเป็น I = EMF_total/R ตามกฎของโอห์มกับแหล่งรวม
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณแรงเคลื่อนไฟฟ้ารวม = b1 + b2 โดยใช้ b1 = 6 V แล้วหา I = EMF_total/R1 โดยใช้ R1 = 100 Ω เทียบกับตาราง
- อธิบายว่าเหตุใดแบตเตอรี่สองก้อนต่ออนุกรมทิศเดียวกัน (ขั้วบวกต่อขั้วลบ) จึงบวกแรงเคลื่อนไฟฟ้ากัน แบบเดียวกับความต้านทานอนุกรมบวกกัน
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- ถ้ากลับขั้ว b2 (ต่อย้อนกลับ) แรงเคลื่อนไฟฟ้าของมันจะหักออกแทนที่จะบวกเข้า: EMF รวม = b1 − b2 จงอธิบายว่าทำไมการกลับแบตเตอรี่หนึ่งลูกในคู่อนุกรมจึงต่อสู้กับอีกลูก
- ไฟฉายที่ใช้แบตเตอรี่ AA 2 ก้อน (1.5 V ต่อก้อน) อนุกรม จ่ายหลอดที่ 3 V ใช้ความสัมพันธ์ของการทดลองนี้อธิบายว่าเหตุใดการเพิ่มแบตเตอรี่ AA ก้อนที่สามอนุกรมจึงทำให้หลอดไหม้เร็วขึ้น
- AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
- IB Physics — B.5 Current and circuits
- General High School Physics — Electricity & DC circuits
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- ยินดีต้อนรับสู่ แบตเตอรี่ต่ออนุกรม
- เลือกตัวต้านทาน
- กดเล่น
- แรงเคลื่อนไฟฟ้ารวมกัน
- เปิดแผงคุณสมบัติ
- คุณทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ