并联灯泡:共享电压,全亮度
1·预测
两个相同的灯泡并联在 9 V 电池上,每个灯泡都能看到完整的电池电压。与同一电池上的单个灯泡相比,每个并联灯泡更亮、更暗还是相同?
- 每个并联灯泡的亮度与单独一个灯泡的亮度相同 - 每个灯泡都独立地接收完整的 9 V 电压。
- 每个并联灯泡都变暗,就像串联灯泡一样。
- 每个并联灯泡都比单独的单个灯泡更亮。
2·设置
- 打开「并联灯泡(bulbs-parallel)」预设并按重置。两个灯泡的初始电阻相等,且每个灯泡两端都承受完整的9 V电压。
- 启用灯泡和电池上的电流读数。
- 每次试验时设置两个灯泡的电阻(彼此相等)并记录一个灯泡的电流和总电流。
3·收集数据
| 每个灯泡的电阻R (Ω) | 每个灯泡的电流I (A) | 总电流 I_total (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 150.00 |
针对三次试验,绘制每个灯泡的电流(y轴)相对1/R(x轴)的关系图。
4·分析
- 对于一次试验,使用 E = 9 V 计算 I_each = E/R,然后 I_total = 2·I_each。将两者与表进行比较。
- 将这里每个灯泡的电流,与switched-lamp(可切换灯泡)实验中相同电阻下的电流进行比较。请解释为什么并联的灯泡亮度与它单独接入电路时完全相同。
5·扩展
- 从电池汲取的总电流是单个灯泡电流的两倍。解释为什么添加更多并联灯泡(同一插座上的更多电器)会更快耗尽电池,即使每个灯泡不受影响。
- 如果这对并联灯泡中有一个烧坏(电阻变为无穷大),另一个灯泡的亮度会如何变化?请将你的答案与bulbs-series(串联灯泡)实验中灯泡烧坏的情形进行比较。
这个实验背后的物理原理
并联灯泡共享电压
每个并联灯泡都独立地看到完整的电源电压:每个灯泡的 I = E/R,就像电路中唯一的灯泡一样。添加更多并联灯泡会增加总电流消耗,但不会使现有灯泡变暗。