หลอดไฟขนาน แรงดันเต็ม สว่างเต็มที่
1 · ทำนาย
หลอดไฟเหมือนกันสองดวงต่อขนานคร่อมแบตเตอรี่ 9 V แต่ละดวงเห็นแรงดันเต็มของแบตเตอรี่ เทียบกับหลอดเดี่ยวบนแบตเตอรี่เดียวกัน หลอดขนานแต่ละดวงสว่างกว่า หรี่กว่า หรือเท่ากัน
- หลอดขนานแต่ละดวงสว่างเท่าหลอดเดี่ยว — แต่ละดวงได้รับ 9 V เต็มอย่างอิสระ
- หลอดขนานแต่ละดวงหรี่ลง เหมือนกรณีอนุกรม
- หลอดขนานแต่ละดวงสว่างกว่าหลอดเดี่ยว
2 · จัดเตรียม
- เปิดค่าที่ตั้งไว้ bulbs-parallel แล้วกดรีเซ็ต ทั้งสองหลอดเริ่มที่ความต้านทานเท่ากัน คร่อม 9 V เต็มทั้งคู่
- เปิดค่าแสดงกระแสทั้งสองหลอดและที่แบตเตอรี่
- ตั้งความต้านทานของทั้งสองหลอด (เท่ากัน) ในแต่ละรอบ แล้วบันทึกกระแสของหนึ่งหลอดและกระแสรวม
3 · เก็บข้อมูล
| ความต้านทานของแต่ละหลอด R (Ω) | กระแสของแต่ละหลอด I (mA) | กระแสรวม I_total (mA) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 150.00 |
พล็อตกระแสของแต่ละหลอด (แกน y) กับ 1/R (แกน x) จากสามรอบการทดลอง
4 · วิเคราะห์
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ I_each = E/R โดยใช้ E = 9 V แล้วหา I_total = 2·I_each เทียบทั้งสองค่ากับตาราง
- เทียบกระแสของหลอดไฟแต่ละดวงที่นี่กับกระแสของการทดลอง switched-lamp ที่ความต้านทานเดียวกัน อธิบายว่าเหตุใดหลอดขนานจึงสว่างเท่ากับหลอดที่ต่อเดี่ยวพอดี
5 · ต่อยอด
- กระแสรวมที่ดึงจากแบตเตอรี่เป็นสองเท่าของหลอดเดี่ยว อธิบายว่าเหตุใดการเพิ่มหลอดขนาน (เครื่องใช้ไฟฟ้าบนเต้ารับเดียวกัน) จึงทำให้แบตเตอรี่หมดเร็วขึ้น แม้แต่ละหลอดจะไม่ได้รับผลกระทบ
- ถ้าหลอดหนึ่งดวงในคู่ขนานนี้ขาด (ความต้านทานอนันต์) ความสว่างของอีกดวงจะเป็นอย่างไร เทียบคำตอบกับสถานการณ์หลอดขาดของการทดลอง bulbs-series
ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้
หลอดขนานรับแรงดันเต็มเท่ากัน
หลอดขนานแต่ละดวงเห็นแรงดันของแหล่งจ่ายเต็ม ๆ อย่างอิสระ: I = E/R สำหรับแต่ละดวง เหมือนเป็นหลอดเดียวในวงจร การเพิ่มหลอดขนานทำให้กระแสรวมเพิ่ม แต่ไม่ทำให้หลอดเดิมหรี่ลง
วงจรไฟฟ้า
- กฎของโอห์ม กระแส แรงดัน และความต้านทาน
- ตัวต้านทานอนุกรม ความต้านทานบวกกัน
- ตัวต้านทานขนาน กระแสแยกกันไหล
- หลอดไฟพร้อมสวิตช์ การสูญเสียกำลังในหลอด
- แบตเตอรี่อนุกรม แรงเคลื่อนไฟฟ้าบวกกัน
- มิเตอร์อุดมคติ แอมมิเตอร์กับโวลต์มิเตอร์ไม่รบกวนวงจร
- หลอดไฟอนุกรม กระแสร่วมกัน หลอดหรี่ลง
- การลัดหลอดไฟ เกิดอะไรเมื่ออ้อมหลอดหนึ่ง
- ดิมเมอร์รีโอสแตต ความต้านทานปรับได้ต่อเนื่อง
- การวางมิเตอร์ที่ถูกต้อง แอมมิเตอร์อนุกรม โวลต์มิเตอร์ขนาน
- มิเตอร์สลับที่ ความผิดพลาดการต่อวงจรที่พบบ่อย
- การชาร์จ RC การเข้าใกล้แบบเอกซ์โพเนนเชียลของตัวเก็บประจุ