Електричні кола

Дві лампи (послідовно)

Лампи ділять один струм і поділяють напругу — кожна тьмяніша за одну лампу.

Дві лампи (послідовно) — інтерактивне моделювання: Електричні кола. Лампи ділять один струм і поділяють напругу — кожна тьмяніша за одну лампу. Безкоштовна браузерна віртуальна фізична лабораторія з живими вимірюваннями в СІ та керованим заняттям.

Лампи послідовно

Дві однакові лампи послідовно ділять струм, але поділяють напругу, тож кожна світить тьмяніше за одну.

Кожна лампа — резистивне навантаження. Послідовно вони бачать той самий струм, але лише частку напруги батареї.

• I однаковий для обох лампочок
• P ∝ V·I

Короткий опис дослідження

Сплануйте запитання, перш ніж відкрити лабораторію

Короткий відповідає передрендереній сторінці: рушійне запитання, конкуруючі прогнози, ролі змінних, керівні закони, установка, аналіз і підсилення лишаються видимими та в цьому порядку.

Рушійне запитання

Дві однакові лампи з'єднані послідовно на батареї 9 V. Порівняно з одною лампою на тій самій батареї, кожна послідовна лампа яскравіша, тьмяніша чи така сама?

Прогнози для зважування

• Кожна послідовна лампа яскравіша.
• Кожна послідовна лампа тьмяніша — вони ділять струм і напругу.
• Кожна лампа точно така ж яскрава, як одна лампа.

Ролі змінних

Що ви задаєте:

• Опір кожної лампи R (Ω)

Що ви вимірюєте:

• Загальний опір R_total (Ω)
• Спільний струм I (A)

Як проходить дослідження

1. Відкрийте пресет послідовних ламп та натисніть «Скинути». Обидві лампи стартують з однаковим опором.
2. Увімкніть показ струму на обох лампах.
3. Задайте опір обох ламп (однаковий між собою) для кожного заміру та запишіть спільний струм.

Керівне рівняння

Послідовні лампи ділять струм — P = I²·R

Послідовні лампи несуть той самий струм I = E/(2R), але кожна лампа отримує лише половину загальної напруги. Оскільки потужність це I²R з меншим струмом, ніж споживала б сама лампа, кожна послідовна лампа світить тьмяніше.

Що друкований робочий аркуш пропонує учням обчислити

• Для одного заміру обчисліть R_total = 2R, потім I = E/R_total з E = 9 V. Порівняйте з таблицею.
• Порівняйте цей струм зі струмом експерименту «Лампа з перемикачем» для однієї лампи того самого опору. Поясніть, чому додавання другої лампи послідовно точно уполовинює струм — і чому потужність кожної лампи тому падає до чверті, не половини, бо P = I²R залежить від квадрата струму.

Де це трапляється за межами лабораторії

• Якби дві лампи мали різні опори, чи світитимуться однаково яскраво? Використайте P = I²R (однаковий I для обох, різний R), щоб передбачити, яка була б яскравішою.
• Якщо одна лампа в цій послідовній парі перегорить (нитка обривається, фактично нескінченний опір), що станеться з іншою лампою? Порівняйте з поведінкою перемикача в експерименті «Закоротити лампу».

• 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

1. Вітаємо в послідовних лампах
2. Виберіть першу лампу
3. Натисніть «Запустити»
4. Обидві тьмяніші
5. Відкрийте панель властивостей
6. У вас вийшло!

Відкрийте інтерактивне моделювання, щоб зібрати сцену, натиснути «Запустити» та дослідити з живими вимірюваннями й керованим заняттям.

Відкрити інтерактивну лабораторію →

Завантажити лабораторний аркуш →

Закони Кірхгофа