Резистори послідовно: опори додаються
1 · Прогноз
Два резистори з'єднані послідовно (один за одним) на батареї 12 V. Якщо збільшити значення другого резистора, чи тече той самий струм через обидва?
- Ні — струм ділиться між двома резисторами.
- Так — послідовні компоненти ділять точно один струм, які б не були їхні опори.
- Струм через кожен резистор задається незалежно його власним опором.
2 · Установка
- Відкрийте пресет послідовних резисторів та натисніть «Скинути». R1 = 100 Ω фіксований; батарея дає 12 V.
- Увімкніть показ струму на обох резисторах.
- Задайте значення R2 для кожного заміру та запишіть (єдиний, спільний) струм кола.
3 · Збір даних
| Резистор R2 (Ω) | Загальний опір R_total (Ω) | Струм I (A) |
|---|---|---|
| 100.00 | ||
| 200.00 | ||
| 300.00 |
Побудуйте графік струму I (вісь y) проти загального опору R_total (вісь x) для трьох замірів.
4 · Аналіз
- Для одного заміру обчисліть R_total = R1 + R2, потім I = E/R_total з E = 12 V, R1 = 100 Ω. Порівняйте з таблицею.
- Підтвердьте з моделювання, що показ струму однаковий на R1 і на R2. Поясніть, чому послідовні компоненти мусять ділити точно один струм (заряду немає куди більше йти).
5 · Поглиблення
- Оскільки обидва резистори ділять той самий струм, більший резистор отримує більшу частку з 12 V. Поясніть, чому V = IR означає, що напруга ділиться пропорційно опорам у послідовному колі.
- Старі різдвяні гірлянди з'єднували послідовно: якщо одна лампа перегоряла, вся гірлянда гасла. Поясніть чому, використовуючи знання про послідовний струм.
Фізика цього експерименту
Послідовний опір
Резистори послідовно додаються прямо: R_total = R1 + R2 + … Оскільки існує лише один шлях струму, той самий струм I = E/R_total тече через кожен компонент.