Bir Ampulü Kısa Devreye Alma: Birini Atladığınızda Ne Olur?
1 · Tahmin Et
İki ampul (lambaA, lambaB) seri halindedir. LambaB'ye paralel bağlanan bir anahtar başlangıçta açıktır. LambaB'nin etrafında sıfır dirençli bir kısayol oluşturarak onu kapatırsanız, lambaA'nın parlaklığına ne olur?
- Anahtar kapatıldığında LampA kararır.
- LampA'nın parlaklığı değişmiyor.
- Anahtarın kapatılması B lambasını atlar, böylece A lambası artık tam devre akımını alır ve parlar.
2 · Kurulum
- Kısa devre ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Her iki ampul de eşit dirençle (100 Ω) başlar; anahtar açılmaya başlar.
- Her iki ampulde de mevcut okumayı etkinleştirin.
- Anahtar açıkken A lambasının akımını kaydedin, ardından anahtarı kapatın ve tekrar kaydedin.
3 · Veri Toplayın
| Anahtar durumu (0 = açık, 1 = kapalı) | LampA akımı I (A) |
|---|---|
| 0 | |
| 1 |
Açık anahtar ve kapalı anahtar durumlarında LampA'nın akımını karşılaştıran bir çubuk grafik yapın.
4 · Analiz et
- Anahtar açıkken, her iki ampul de seri halindedir: E = 9 V, R = 100 Ω kullanılarak I = E/(2R). Kapalıyken, lambaB (100 Ω), 0 Ω anahtarı tarafından bypass edilir ve geriye yalnızca lambaA kalır: I = E/R.
- LambaB'ye paralel sıfır dirençli bir yolun neden tüm akımı taşıdığını ve anahtar kapandığında lambaB'nin kendisinden sıfır akım bıraktığını açıklayın.
5 · Uzat
- Anahtar kapatıldığında LampA'nın gücü dört katına çıkar: akım iki katına çıkar ve P = I²R akımın karesiyle değişir (switched-lamp ile aynı mantık). Bu ekstra güç nereden geliyor? Pil her iki durumda da eşit derecede mi çalışıyordu?
- Gerçek bir anahtar kapatıldığında küçük fakat sıfır olmayan bir dirence sahiptir. Bu, buradaki niteliksel sonucu (lambaA'nın parlaklaşması) mı yoksa yalnızca kesin sayıları mı değiştirir?
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
Şube Kısaltma
Bir bileşene paralel sıfır dirençli bir yol, o bileşen yerine akımı taşır (çünkü akım en az dirençli yolu takip eder), onu devreden etkili bir şekilde çıkarır - buna bileşenin 'kısa devre yapması' denir.