Các bóng đèn trong dãy: Bóng đèn dùng chung, bóng đèn điều chỉnh độ sáng
1 · Dự đoán
Hai bóng đèn giống hệt nhau được mắc nối tiếp qua một cục pin 9V. So với một bóng đèn riêng lẻ trên cùng một cục pin, mỗi bóng đèn trong dãy sáng hơn, mờ hơn hay giống nhau?
- Mỗi bóng đèn loạt sáng hơn.
- Mỗi bóng đèn nối tiếp đều mờ hơn - chúng chia sẻ dòng điện và điện áp.
- Mỗi bóng đèn chính xác là sáng như một bóng đèn duy nhất.
2 · Thiết lập
- Mở cài đặt trước của loạt bóng đèn và nhấn Đặt lại. Cả hai bóng đèn đều khởi động với điện trở bằng nhau.
- Kích hoạt tính năng đọc hiện tại trên cả hai bóng đèn.
- Đặt điện trở của cả hai bóng đèn (bằng nhau) cho mỗi lần thử và ghi lại dòng điện dùng chung.
3 · Thu thập dữ liệu
| Điện trở của mỗi bóng đèn R (Ω) | Tổng điện trở R_total (Ω) | Chia sẻ hiện tại tôi (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 150.00 |
Vẽ biểu đồ dòng điện I (trục y) theo tổng điện trở R_total (trục x) cho ba lần thử của bạn.
4 · Phân tích
- Đối với một lần thử, hãy tính R_total = 2R, sau đó I = E/R_total sử dụng E = 9 V. So sánh với bảng.
- So sánh dòng điện này với dòng điện trong thí nghiệm switched-lamp đối với một bóng đèn có cùng điện trở. Giải thích tại sao việc mắc thêm bóng đèn thứ hai nối tiếp làm cường độ dòng điện giảm đúng một nửa - và vì sao công suất của mỗi bóng đèn do đó giảm xuống còn một phần tư chứ không phải một nửa, vì P = I²R biến thiên theo bình phương của dòng điện.
5 · Gia hạn
- Nếu hai bóng đèn có điện trở khác nhau thì liệu chúng có sáng như nhau không? Sử dụng P = I²R (I giống nhau cho cả hai, R khác nhau) để dự đoán cái nào sẽ sáng hơn.
- Nếu một bóng đèn trong cặp dãy này bị cháy (dây tóc của nó bị đứt, điện trở là vô hạn), điều gì sẽ xảy ra với bóng đèn còn lại? So sánh với hành vi chuyển đổi của thử nghiệm bóng đèn ngắn.
Vật lý đằng sau thí nghiệm này
Dòng bóng đèn chia sẻ hiện tại
Các bóng đèn nối tiếp mang cùng dòng điện I = E/(2R), nhưng mỗi bóng đèn chỉ nhận được một nửa tổng điện áp. Vì nguồn điện là I²R có dòng điện nhỏ hơn mức tiêu thụ của một bóng đèn đơn lẻ nên mỗi bóng đèn nối tiếp sẽ hoạt động mờ hơn.