Електричні кола

Диммер (реостат + лампа)

Перетягніть повзунок реостата, щоб змінити його опір, і дивіться, як лампа яскравішає чи тьмяніє.

Диммер (реостат + лампа) — інтерактивне моделювання: Електричні кола. Перетягніть повзунок реостата, щоб змінити його опір, і дивіться, як лампа яскравішає чи тьмяніє. Безкоштовна браузерна віртуальна фізична лабораторія з живими вимірюваннями в СІ та керованим заняттям.

Змінний опір

Реостат послідовно працює як диммер: більший опір означає менший струм і тьмянішу лампу.

Повзунок реостата змінює опір у контурі. Сумарний струм падає зі зростанням R_реостата.

• I = ε / R_total
• P_lamp = I²·R_lamp

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

Реостат (змінний резистор) з'єднаний послідовно з лампою. Коли ви посуваєте реостат до більшого опору, струм лампи зростає чи падає?

Прогнози для зважування

• Струм зростає зі зростанням опору реостата.
• Струм падає зі зростанням опору реостата — більший сумарний послідовний опір означає менший струм.
• Струм не залежить від позиції реостата.

Ролі змінних

Що ви задаєте:

• Опір реостата R_rh (Ω)

Що ви вимірюєте:

• Струм лампи I (A)

Як проходить дослідження

1. Відкрийте пресет димера та натисніть «Скинути». Лампа фіксована на 100 Ω; батарея дає 9 V.
2. Увімкніть показ струму на лампі.
3. Задайте опір реостата для кожного заміру та запишіть струм лампи.

Керівне рівняння

Реостат як послідовний опір — V = I·R

Реостат працює як регульований послідовний резистор: I = E/(R_лампи + R_rh). Посування до більшого опору безперервно зменшує струм, плавно тьмарячи лампу, а не вмикаючи її повністю.

Що друкований робочий аркуш пропонує учням обчислити

• Для одного заміру обчисліть I = E/(R_лампи + R_rh) з E = 9 V, R_лампи = 100 Ω. Порівняйте з таблицею.
• Реостат і лампа послідовні, тож це той самий зв'язок, що й у послідовних резисторів — тільки тепер один «резистор» безперервно регульований. Поясніть, чому посування реостата плавно тьмарить або освітлює лампу.

Де це трапляється за межами лабораторії

• На відміну від сучасного LED-димера (який швидко вмикає-вимикає живлення), димер на реостаті витрачає енергію як тепло в самому реостаті, точно пропорційно його власному I²R. Поясніть, чому старий димер на реостаті гріється.
• Цей реостат можна встановити будь-де від 0 Ω до 100 Ω. Який максимальний можливий струм (реостат на 0 Ω) і мінімальний можливий (реостат на максимум)? Перевірте обидві межі формулою.

• 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 димері
2. Виберіть лампу
3. Натисніть «Запустити»
4. Посуньте, щоб затьмарити
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 →

Закон Ома