Mạch điện

Đèn có công tắc

Bật công tắc — bóng đèn sáng, độ sáng tỷ lệ với công suất.

Đèn có công tắc — mô phỏng Mạch điện tương tác. Bật công tắc — bóng đèn sáng, độ sáng tỷ lệ với công suất. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.

Điều khiển bằng công tắc

Một công tắc nối tiếp điều khiển dòng điện có đến bóng đèn hay không. Khi đóng, bóng đèn sáng; độ sáng phụ thuộc vào công suất.

Mở công tắc phá vỡ vòng mạch và dừng dòng điện. Đóng nó hoàn thành mạch để công suất P = I·V đến được sợi đốt của bóng đèn.

• P = I·V
• Công tắc mở → I ≈ 0

Tóm tắt điều tra

Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm

Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.

Câu hỏi lái xe

Một cục pin 9V thắp sáng một bóng đèn thông qua một công tắc đóng. Nếu thay một bóng đèn có điện trở thấp hơn thì bóng đèn đó sáng hơn hay mờ hơn?

Dự đoán cân nặng

• Bóng đèn có điện trở thấp hơn sẽ phát sáng mờ hơn.
• Bóng đèn có điện trở thấp hơn sẽ hút nhiều dòng điện hơn và tiêu tán nhiều năng lượng hơn - nó phát sáng hơn.
• Độ sáng không phụ thuộc vào điện trở của bóng đèn.

Vai trò thay đổi

Những gì bạn đặt:

• Điện trở bóng đèn R (Ω)

Những gì bạn đo lường:

• Dòng điện I (mA)
• Công suất tiêu tán P (W)

Cuộc điều tra diễn ra như thế nào

1. Mở cài đặt trước của đèn đã chuyển và nhấn Đặt lại. Công tắc bắt đầu đóng nên pin 9 V sẽ sáng đèn.
2. Kích hoạt tính năng đọc nguồn trên đèn.
3. Đặt điện trở của đèn cho mỗi lần thử và ghi lại công suất tiêu tán.

phương trình điều khiển

Năng lượng điện (từ I và R) — P = I²·R

Công suất tiêu tán dưới dạng nhiệt và ánh sáng trong tải điện trở là P = I²R, và ở điện áp cố định thì bằng P = V²/R. Tải có điện trở thấp hơn tiêu thụ nhiều dòng điện hơn và tiêu tán nhiều công suất hơn, nhưng công suất và dòng điện thay đổi cùng một hệ số khi điện trở thay đổi — giảm R đi một nửa làm cả hai gấp đôi, không phải công suất gấp bốn, vì chính R cũng đang giảm trong khi I tăng.

Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì

• Đối với một lần thử, hãy tính I = E/R bằng cách sử dụng E = 9 V, sau đó là P = I²R (hoặc tương đương E²/R). So sánh với bảng.
• Giải thích tại sao bóng đèn có điện trở thấp hơn, tiêu thụ nhiều dòng điện hơn ở cùng một điện áp, cuối cùng lại tiêu hao nhiều điện hơn - độ sáng trong bóng đèn thật tỉ lệ với công suất.

Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm

• Một bóng đèn '100 W' tại 120 V tiêu thụ điện năng khoảng 0.83 A và có điện trở khoảng 144 Ω khi nóng. Sử dụng P = E²/R, giải thích tại sao bóng đèn 'công suất cao hơn' được định mức cho cùng một điện áp phải có điện trở THẤP HƠN chứ không phải cao hơn.
• Dây tóc bóng đèn sợi đốt thường cháy ngay khi vừa bật, khi dây tóc còn lạnh và điện trở của nó thấp nhất. Sử dụng mối quan hệ công suất của bạn, giải thích tại sao dòng điện (và công suất) tăng vọt mạnh nhất tại thời điểm đó.

• 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. Chào mừng đến đèn có công tắc
2. Chọn bóng đèn
3. Nhấn Phát
4. Chuyển công tắc
5. Mở bảng Thuộc tính
6. Hoàn thành!

Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.

Mở phòng thí nghiệm tương tác →

Tải tài liệu thí nghiệm →

Định Luật Ohm