並聯燈泡:共享電壓,全亮度

1·預測

兩個相同的燈泡並聯在 9 V 電池上,每個燈泡都能看到完整的電池電壓。與同一電池上的單一燈泡相比,每個並聯燈泡更亮、更暗還是相同?

2·設定

  1. 打開「並聯燈泡(bulbs-parallel)」預設並按重設。兩個燈泡的初始電阻相等,且每個燈泡兩端都承受完整的9 V電壓。
  2. 啟用燈泡和電池上的電流讀數。
  3. 每次試驗時設定兩個燈泡的電阻(彼此相等)並記錄一個燈泡的電流和總電流。

3·收集數據

每個燈泡的電阻R (Ω)每個燈泡的電流I (A)總電流 I_total (A)
50.00
100.00
150.00

針對三次試驗,繪製每個燈泡的電流(y軸)相對1/R(x軸)的關係圖。

4·分析

  1. 對於一次試驗,使用 E = 9 V 計算 I_each = E/R,然後 I_total = 2·I_each。將兩者與表格進行比較。
  2. 將這裡每個燈泡的電流,與switched-lamp(可切換燈泡)實驗中相同電阻下的電流進行比較。請解釋為什麼並聯的燈泡亮度與它單獨接入電路時完全相同。

5·擴展

  1. 從電池汲取的總電流是單一燈泡電流的兩倍。解釋為什麼添加更多並聯燈泡(同一插座上的更多電器)會更快耗盡電池,即使每個燈泡不受影響。
  2. 如果這對並聯燈泡中有一個燒壞(電阻變為無窮大),另一個燈泡的亮度會如何變化?請將你的答案與bulbs-series(串聯燈泡)實驗中燈泡燒壞的情形進行比較。

這個實驗背後的物理原理

並聯燈泡共享電壓

每個並聯燈泡都獨立地看到完整的電源電壓:每個燈泡的 I = E/R,就像電路中唯一的燈泡一樣。增加更多並聯燈泡會增加總電流消耗,但不會使現有燈泡變暗。

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