Електричні кола

Батареї послідовно

Дві ЕРС додаються послідовно.

Батареї послідовно — інтерактивне моделювання: Електричні кола. Дві ЕРС додаються послідовно. Безкоштовна браузерна віртуальна фізична лабораторія з живими вимірюваннями в СІ та керованим заняттям.

Батареї послідовно

Ідеальні батареї послідовно додають свої ЕРС, збільшуючи напругу, доступну навантаженню.

Дві комірки 6 V послідовно поводяться як одне джерело 12 V. Той самий резистор тоді споживає вдвічі більший струм, ніж від однієї комірки.

• ε_total = ε₁ + ε₂
• I = ε_total / R

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 батареї 6 V з'єднані послідовно (в одній орієнтації) та живлять один резистор. Коло поводиться як одне джерело 6 V чи як більше комбіноване джерело?

Прогнози для зважування

• ЕРС додаються — коло поводиться як одне джерело 12 V.
• Коло поводиться як середнє, 6 V.
• Батареї компенсуються, не проганяючи струму.

Ролі змінних

Що ви задаєте:

• ЕРС батареї b2 (V)

Що ви вимірюєте:

• Загальна ЕРС (V)
• Струм I (A)

Як проходить дослідження

1. Відкрийте пресет послідовних батарей та натисніть «Скинути». b1 = 6 V фіксована; R1 = 100 Ω фіксований.
2. Увімкніть показ струму на R1.
3. Задайте ЕРС b2 для кожного заміру та запишіть струм кола.

Керівне рівняння

Послідовні джерела ЕРС — V = I·R

Батареї, з'єднані послідовно зі збігом полярності, додають свої ЕРС прямо: ЕРС_total = b1 + b2. Єдиний результуючий струм контуру тоді I = ЕРС_total/R, за законом Ома для комбінованого джерела.

Що друкований робочий аркуш пропонує учням обчислити

• Для одного заміру обчисліть загальну ЕРС = b1 + b2 з b1 = 6 V, потім I = ЕРС_total/R1 з R1 = 100 Ω. Порівняйте з таблицею.
• Поясніть, чому дві батареї, з'єднані в одній орієнтації (плюс до мінуса), додають свої ЕРС так само, як додаються послідовні опори.

Де це трапляється за межами лабораторії

• Якби b2 перевернули (ввімкнено навпаки), її ЕРС віднімалася б замість додавання: загальна ЕРС = b1 − b2. Поясніть, чому реверс однієї батареї в послідовній парі працює проти іншої.
• Фонарик із 2 батарейками AA (по 1.5 V) послідовно живить лампу на 3 V. Використовуючи зв'язок цього експерименту, поясніть, чому додавання третьої батарейки AA послідовно спалило б лампу швидше.

• 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 батареях
2. Виберіть резистор
3. Натисніть «Запустити»
4. ЕРС додаються
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