หลอดไฟพร้อมสวิตช์ การสูญเสียกำลังในหลอด

1 · ทำนาย

แบตเตอรี่ 9 V จ่ายหลอดไฟผ่านสวิตช์ที่ปิดอยู่ ถ้าเปลี่ยนเป็นหลอดความต้านทานต่ำกว่า มันสว่างขึ้นหรือหรี่ลง

• หลอดความต้านทานต่ำกว่าหรี่กว่า
• หลอดความต้านทานต่ำกว่าดึงกระแสมากกว่าและสูญเสียกำลังมากกว่า — มันสว่างกว่า
• ความสว่างไม่ขึ้นกับความต้านทานของหลอด

2 · จัดเตรียม

1. เปิดค่าที่ตั้งไว้ switched-lamp แล้วกดรีเซ็ต สวิตช์เริ่มปิด แบตเตอรี่ 9 V จึงส่องหลอดทันที
2. เปิดค่าแสดงกำลังที่หลอด
3. ตั้งความต้านทานหลอดในแต่ละรอบแล้วบันทึกกำลังที่สูญเสีย

3 · เก็บข้อมูล

พล็อตกำลัง P (แกน y) กับ 1/R (แกน x) จากสามรอบการทดลอง

4 · วิเคราะห์

1. สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ I = E/R โดยใช้ E = 9 V แล้วหา P = I²R (หรือเทียบเท่า E²/R) เทียบกับตาราง
2. อธิบายว่าเหตุใดหลอดความต้านทานต่ำกว่า ซึ่งดึงกระแสมากกว่าที่แรงดันเดียวกัน จึงสูญเสียกำลังมากกว่า — ความสว่างของหลอดจริงขึ้นกับกำลัง

5 · ต่อยอด

1. หลอดไฟ '100 W' ที่ 120 V ดึงกระแสราว 0.83 A และมีความต้านทานราว 144 Ω เมื่อร้อน จงใช้ P = E²/R อธิบายว่าทำไมหลอด 'วัตต์สูงกว่า' ที่ใช้แรงดันเดียวกันจึงต้องมีความต้านทานต่ำกว่า ไม่ใช่สูงกว่า
2. ไส้หลอดกลายพันธุ์มักขาดพอดีตอนเปิดสวิตช์ ตอนที่มันเย็นและความต้านทานต่ำสุด ใช้ความสัมพันธ์กำลังของคุณอธิบายว่าเหตุใดกระแส (และกำลัง) พุ่งสูงสุดตอนนั้น

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง