การลัดหลอดไฟ เกิดอะไรเมื่ออ้อมหลอดหนึ่ง

1 · ทำนาย

หลอดสองดวง (lampA, lampB) ต่ออนุกรม สวิตช์ที่ขนานคร่อม lampB เปิดอยู่ในตอนแรก ถ้าปิดมัน — สร้างทางลัดความต้านทานศูนย์รอบ lampB — ความสว่างของ lampA เป็นอย่างไร

• lampA หรี่ลงเมื่อปิดสวิตช์
• ความสว่าง lampA ไม่เปลี่ยน
• การปิดสวิตช์อ้อม lampB lampA จึงได้กระแสวงจรเต็ม — มันสว่างขึ้น

2 · จัดเตรียม

1. เปิดค่าที่ตั้งไว้ short-a-bulb แล้วกดรีเซ็ต ทั้งสองหลอดเริ่มความต้านทานเท่ากัน (100 Ω) สวิตช์เริ่มเปิด
2. เปิดค่าแสดงกระแสที่ทั้งสองหลอด
3. บันทึกกระแส lampA ขณะสวิตช์เปิด แล้วปิดสวิตช์และบันทึกอีกครั้ง

3 · เก็บข้อมูล

ทำแผนภูมิแท่งเทียบกระแสของ lampA ระหว่างกรณีสวิตช์เปิดกับปิด

4 · วิเคราะห์

1. เมื่อสวิตช์เปิด หลอดทั้งสองต่ออนุกรม: I = E/(2R) โดยใช้ E = 9 V, R = 100 Ω เมื่อปิด สวิตช์ 0 Ω ทำลัดวงจร lampB (100 Ω) เหลือเพียง lampA: I = E/R
2. อธิบายว่าเหตุใดเส้นทางความต้านทานศูนย์ที่ขนานกับ lampB จึงพากระแสทั้งหมด เหลือกระแสศูนย์ผ่าน lampB เองเมื่อสวิตช์ปิด

5 · ต่อยอด

1. กำลังของ lampA เพิ่มสี่เท่าเมื่อปิดสวิตช์ กระแสเพิ่มสองเท่า และ P = I²R ขึ้นกับกำลังสองของมัน (เหตุผลเดียวกับ switched-lamp) กำลังส่วนเกินนั้นมาจากไหน แบตเตอรี่ทำงานหนักเท่ากันทั้งสองกรณีหรือไม่
2. สวิตช์จริงมีความต้านทานจิ๋วที่ไม่เป็นศูนย์เมื่อปิด มันจะเปลี่ยนผลเชิงคุณภาพที่นี่ (lampA สว่างขึ้น) หรือเปลี่ยนแค่ตัวเลข

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง