Електричні кола

Закоротити лампу

Замкніть перемикач, щоб закоротити лампу B; лампа A отримує повну напругу й яскравішає.

Закоротити лампу — інтерактивне моделювання: Електричні кола. Замкніть перемикач, щоб закоротити лампу B; лампа A отримує повну напругу й яскравішає. Безкоштовна браузерна віртуальна фізична лабораторія з живими вимірюваннями в СІ та керованим заняттям.

Закоротження гілки

Замикання перемикача поперек лампи обминає її шляхом із майже нульовим опором.

Ідеальне коротке замикання підтягує напругу на лампі B до ~0, тоді як лампа A отримує більше напруги живлення та яскравішає.

• Коротке замикання ≈ 0 Ω, обхідний шлях
• Струм обирає шлях із меншим 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 лампи (lampA, lampB) послідовно. Перемикач, увімкнений паралельно до lampB, спершу розімкнений. Якщо його замкнути — створюючи нульово-омний обхід навколо lampB — що станеться з яскравістю lampA?

Прогнози для зважування

• lampA тьмаріє, коли перемикач замикається.
• Яскравість lampA не змінюється.
• Замикання перемикача обминає lampB, тож lampA тепер отримує повний струм кола — вона яскравішає.

Ролі змінних

Що ви задаєте:

• Стан перемикача (0 = розімкнено, 1 = замкнено)

Що ви вимірюєте:

• Струм lampA I (A)

Як проходить дослідження

1. Відкрийте пресет закоротження лампи та натисніть «Скинути». Обидві лампи стартують з однаковим опором (100 Ω); перемикач розімкнений.
2. Увімкніть показ струму на обох лампах.
3. Запишіть струм lampA з розімкненим перемикачем, потім замкніть перемикач і запишіть знову.

Керівне рівняння

Закоротження гілки — V = I·R

Нульово-омний шлях паралельно до компонента несе струм замість того компонента (бо струм іде шляхом найменшого опору), фактично вилучаючи його з кола — це називають «закоротженням» компонента.

Що друкований робочий аркуш пропонує учням обчислити

• З розімкненим перемикачем обидві лампи послідовно: I = E/(2R) з E = 9 V, R = 100 Ω. Зі замкненим lampB (100 Ω) обійдена перемикачем 0 Ω, лишається лише lampA: I = E/R.
• Поясніть, чому нульово-омний шлях паралельно до lampB несе весь струм, лишаючи нуль струму через саму lampB, щойно перемикач замикається.

Де це трапляється за межами лабораторії

• Потужність lampA зростає вчетверо при замиканні перемикача — струм подвоюється, а P = I²R залежить від його квадрата (те саме міркування, що й у «Лампа з перемикачем»). Звідки береться ця додаткова потужність — чи однаково важко працювала батарея в обох випадках?
• Справжній перемикач має крихітний, але ненульовий опір у замкненому стані. Це змінило б якісний результат тут (пояснення lampA), чи лише точні числа?

• 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 закоротженні лампи
2. Виберіть лампу A
3. Натисніть «Запустити»
4. Обійдіть лампу
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