Закоротження лампи: що стається, коли одну обминають
1 · Прогноз
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?
- lampA тьмаріє, коли перемикач замикається.
- Яскравість lampA не змінюється.
- Замикання перемикача обминає lampB, тож lampA тепер отримує повний струм кола — вона яскравішає.
2 · Установка
- Відкрийте пресет закоротження лампи та натисніть «Скинути». Обидві лампи стартують з однаковим опором (100 Ω); перемикач розімкнений.
- Увімкніть показ струму на обох лампах.
- Запишіть струм lampA з розімкненим перемикачем, потім замкніть перемикач і запишіть знову.
3 · Збір даних
| Стан перемикача (0 = розімкнено, 1 = замкнено) | Струм lampA I (A) |
|---|---|
| 0 | |
| 1 |
Побудуйте стовпчикову діаграму, порівнюючи струм lampA з розімкненим і замкненим перемикачем.
4 · Аналіз
- 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.
5 · Поглиблення
- 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?
Фізика цього експерименту
Закоротження гілки
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.