Setzenergo.ru

Строительный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лампочка не горит от источника тока в цепи

—> МАОУ «СОШ №3
им.И.И.Рынкового»
г. Мегион —>

—>

« Октябрь 2021 »
ПнВтСрЧтПтСбВс
123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

—>

Урок физики 8 класс

Тема: Сила тока. Измерение силы тока.

Тип урока: изучение нового материала

· образовательная: способствовать формированию у обучающиеся представления о физической величине, называемой силой тока.

· развивающая: содействовать развитию интеллекта, наблюдательности, умении анализировать, обобщать, делать выводы.

Оборудование: мультимедийная приставка, компьютер, две лампы, источник тока, ключ, амперметры (лабораторный, демонстрационный), соединительные провода, раздаточный материал.

1. Актуализация опорных знаний.(мотивация)

П. Здравствуйте, ребята.

Бесконечен мир, бесконечны способности человека к познанию. Мир, окружающий нас интересен, а его познания так увлекательны. Я предлагаю вам отправиться в поиск за новыми полезными знаниями, а лучшие знания те, которые добыты в результате наблюдения, эксперимента, умозаключений и выводов (слайды).

Эпиграф: Везде исследуйте всечасно,

Что есть велико и прекрасно

Чего еще не видел свет.

Близился вечер, на улицах города стали зажигаться фонари (слайд).

А чтобы лампочка фонаря загорелась, что для этого нужно?

У. наличие замкнутой цепи, источника тока, выключателя и потребителя энергии или лампочки (несколько).

П. Хорошо! У каждого из вас на парте есть все, чтобы зажегся свой фонарик. Пусть он будет комнатный, а не уличный.(собирают)

2. Создание проблемной ситуации

П: Что вы наблюдаете?

У. лампочка горит.

П. Я тоже собрала свою цепь, состоящую из двух лампочек, источника питания и ключа. А у меня что вы наблюдаете?

У: При замыкании цепи лампы загораются, но одна лампа горит ярче другой.

П: Как вы думаете почему одна лампочка горит ярче другой? Можем мы точно ответить на этот вопрос? Но мы можем выдвинуть предположение?

(Учащиеся выдвигают гипотезу, либо несколько гипотез)

Почему лампы горят по-разному? (на доске)

У: Может быть, в лампах течет разный ток. В одной лампе ток большой, а в другой маленький.

П: Что значит электрический ток «большой» и «маленький». Если мы с вами знаем, что электрический ток производит какое-то действие? А какое в данном случае?

П. А любое действие характеризуется какой физической величиной?

П.Следовательно, какой вывод мы можем сделать?

У: Возможно, через лампы протекает ток разной силы.

Гипотеза фиксируется на доске и в тетрадях:

Сила тока в лампах 1 и 2 различна?

3. Постановка учебной задачи

Хорошо! Это будет нашей гипотезой. В этой гипотезе появилась новая физическая величина, сила тока.

П: Что же мы должны узнать о силе тока, как о физической величине, чтобы убедиться в правильности гипотезы, либо опровергнуть ее?

Учебная задача: Узнать обозначение силы тока, формулу для ее вычисления, единицы измерения, способ измерения.

П: Какова же тема нашего урока?

У: Сила тока. Измерение силы тока.

II. Исполнительский этап

1. Самостоятельная работа

П. Итак, начинаем познавать природу силы тока, но познавать ее вы будете самостоятельно. Для этого вы будете работать по рядам с текстом учебника А.В.Перышкин “Физика” 8 кл. У вас у каждого на парте задания:

I ряд выясняет, как обозначается сила тока, находит формулу для ее вычисления.

II ряд выясняет, что принято за единицу измерения силы тока.

III ряд выясняет, как измеряют силу тока.

От ряда выступает 1 ученик.

Первый ряд: Т.к. сила тока характеризует электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за единицу времени, то для вычисления силы тока необходимо заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за промежуток времени t, поделить на этот промежуток времени.

(Обозначение и формула фиксируется на доске и в тетрадях)

Второй ряд: На Международной конференции по мерам и весам в 1948 г . было решено в основу определения единицы силы тока положить явление взаимодействия двух проводников с током. (Рисунок 59 учебника появляеся на экране.) Гибкие проводники при прохождении электрического тока могут притягиваться и отталкиваться. Сила притяжения между проводниками зависит от длины проводников, расстояния между ними, среды в которой они находятся и от силы тока.

За единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки параллельных проводников длиной 1м на расстоянии 1м в вакууме взаимодействуют с силой 2*10-7 Н. Эту единицу называют ампером, в честь французского физика и математика Андре Мари Ампера. (Его портрет появляется на экране) Обозначение: 1А.

П: Велик ли ток в 1 ампер?

Посмотрите на таблицу, вы видите данные технического справочника (изображение на экране).

  • в электрической бритве 0,08 А
  • в карманном радиоприемнике 0,1 А
  • в фонарике 0,3 А
  • в велосипедном генераторе 0,3 А
  • в электрической плитке 3-4 А
  • в двигателе троллейбуса 160-200 А

Сила тока, проходящая через тело человека, считающаяся безопасной 1 мА (0,001 А). Сила тока, приводящая к серьезным поражениям организма — 100 мА (0,1 А).

Третий ряд: Для измерения силы тока используют прибор, который называют амперметром, Чтобы его отличить от других приборов, на шкале ставят букву А. Амперметр включают последовательно с тем прибором, силу тока в котором измеряют. Клемма» + » амперметра соединяют с проводником, идущим от положительного полюса источника тока. Учащиеся показывают, как на схеме обозначается сила тока.

П: Выберите из всех приборов у вас на парте амперметры. Подключите амперметр в цепь рядом с лампочкой, не забывая про то, как амперметр включают в цепь («+» амперметра соединяют с «+» источника тока).

Кто начертит схему собранной вами цепи на доске?

Хорошо. Но прежде, чем измерять силу тока в цепи необходимо определить цену деления амперметра. Давайте вспомним правило определения цены деления измерительного прибора (правило на стенде).

Доска. Ц.д.= (1-0,5)/10=0,05 А.

Вы узнали, что одно деление равно 0,05 А. Теперь измерьте силу тока в лампе. Результаты запишите в тетрадь.

А как мне измерить силу тока в лампах? Вспомним нашу гипотезу. Могу я ее проверить?

П: Что же нам предстоит сделать, чтобы проверить нашу гипотезу?

У: Измерить силу тока в лампе № 1, лампе № 2 и сравнить их.

3. Проверка гипотезы

П. Я тоже подключила к своим двум лампочкам последовательно амперметры и замкнула электрическую цепь. (1 учащийся выходит к доске и фиксирует показания амперметров на доску).

Учащиеся убеждаются, что сила тока в лампах одинакова.

III. Рефлексивно-оценочный этап

П. А наша гипотеза?

У: Гипотеза оказалась неверна. Проблема, почему лампы горят по-разному, не решена. У нас так и остался знак вопроса.

Стерегут вас загадки и тайны вокруг,

А ответ не дается никак,

И волнуется рядом ваш искренний друг

Ваш слуга – вопросительный знак.

Он с ленивым незнайкой без дела грустит,

С почемучкой – волшебник и маг.

И ответ хоть на дне, хоть в огне отыскав,

Вас зовет вопросительный знак.

А когда вместе с вами до цели дойдет,

И ответ вам блеснет, как маяк, –

Он от радости спину свою распрямит,

Превратясь в восклицательный знак!

П: Чего – то мы с вами еще не знаем. Чего нам не хватает? (знаний). Попробуем решить эту проблему на следующих уроках.

А скажите ребята, вы зря сегодня трудились, исследовали, наблюдали, экспериментировали? (нет).

Что же нового вы узнали на уроке?

У: Обозначение силы тока, формулу для ее вычисления, единицы измерения, способ измерения. Учились измерять силу тока в цепи.

П: А для чего нужно уметь это делать?

У: В повседневной жизни нас окружают электрические приборы, а мы пользуемся ими, значит необходимо знать, какой должна быть сила тока в электрической цепи, чтобы эти приборы работали в нормальном режиме.

П: На цоколе лампы карманного фонаря написано 0,28 А, Что это значит?

У: Это значит, что лампа рассчитана на силу тока не более 0,28 А.

П: Что произойдет с лампой, если по ее спирали пропустить большую силу тока, чем указано на цоколе?

У: Лампа загорится ярче, и спираль может перегореть.

П: Как будет гореть лампа, если по ее спирали пропустить меньшую силу тока?

У: Лампа будет гореть более тускло.

Домашнее задание: § 37, 38. Упр. 14 (1,3), упр. 15 (3)

Оценки за урок выставляются учащимся, комментируются.

Электрическая цепь и закон Ома

Электрическая цепь является основой любого, радиотехнического устройства, в том числе и тех усилителей низкой частоты и приемников, конструировать которые ты собираешься. А пока разберись в Простейшей электрической цепи и ее законах, в расчетах некоторых ее элементов.

Итак, простейшая электрическая цепь (рис. -5). Ее можно составить из источника постоянного тока (GB), его нагрузки (R), то есть потребителя тока, выключателя (S) и соединительных проводников.

Источником тока может быть батарея 3336Л, потребителем — лампочка накаливания, рассчитанная на напряжение 3,5 В и ток 0,26 А (или резистор — радиодеталь, обладающая определен-хным сопротивлением), выключателем — тумблер или звонковая кнопка, соединительными проводниками — отрезки изолированного провода. Составь такую цепь, разложив ее элементы прямо на столе.

Она должна напоминать тебе цепь электрического фонаря. Все точки соединения желательно пропаять, так как только пайка обеспечивает надежный электрический контакт. Если батарея свежая (новая), нить накала лампочки исправна, все соединения надежны, то при замыкании контактов выключателя S в цепи потечет ток и лампочка станет ярко светиться. Проверь, так ли это.

Из подобных электрических цепей, только с другими элементами, будут слагаться все твои будущие радиотехнические устройства.

Запомни: ток во всей внешней части цепи течет от положительного к отрицательному полюсу батареи.

При последовательном соединении ток во всей цепи и в каждом из ее участков одинаков. Проверить это ты можешь с помощью амперметра постоянного тока. Включи его, например, в разрыв цепи между положительным полюсом батареи и лампочкой.

На схеме, показанной на рис. 5, эта точка включения амперметра обозначена крестом. Затем амперметр включи между выключателем и отрицательным полюсом батареи. Всюду, в какой бы точке цепи ты ни включал измерительный прибор, его стрелка будет фиксировать одно и то же значение тока — около 0,2 А. По мере разрядки батареи ток в цепи уменьшается, а свет лампочки тускнеет.

Теперь проведи такой опыт. Разомкни цепь выключателем. Подключи к батарее вольтметр PU (рис. 6), чтобы измерить напряжение на ней, а затем, не отключая вольтметра от батареи, вновь замкни цепь. Есть разница в показаниях вольтметра?

После замыкания цепи вольтметр должен показывать несколько меньшее напряжение: он показывает напряжение, развиваемое батареей на концах внешней цепи, которое всегда меньше «холостого» напряжения батареи. Часть же напряжения падает (гаснет, теряется) на ее внутреннем сопротивлении. По мере разрядки батареи ее внутреннее сопротивление и падение напряжения на нем увеличиваются.

Следующий опыт. Включи последовательно в цепь еще одну такую же «лампочку накаливания (рис. 7). Как горят лампочки? Вполнакала. Так и должно быть. Почему?

Если не учитывать сопротивления соединительных проводников и контактов выключателя, которые малы по сравнению с сопротивлением нитей накала лампочек, сопротивление внешнего участка цепи увеличится примерно вдвое.

Теперь напряжение батареи оказывается приложенным к нитям накала двух лампочек. На каждую из них приходится вдвое меньшее напряжение, чем ранее на одну. Соответственно уменьшились ток, текущий через лампочки, и накал их нитей.

В замкнутой электрической цепи соотношение между действующим в ней напряжением, силой тока, развиваемой этим напряжением, и сопротивлением цепи определяется законом Ома: ток I прямо пропорционален напряжению U и обратно пропорционален сопротивлению R. Математически этот закон электрической цепи выглядит так:

I = U/R или U =I*R или R = U/I.

Учти: ток I, напряжение U и сопротивление R в формулах этого закона должны выражаться в основных электрических величинах — амперах (А), вольтах (В) и омах (Ом).

Этот закон справедлив и для участка цепи, например для лампочки накаливания или резистора, включенных в замкнутую цепь. В этом ты можешь убедиться сейчас же, составив такую же цепь, как та, схема которой изображена на рис. 8.

Если напряжение батареи (35=4,5 В, а сопротивление резистора R = 10 Ом, то амперметр РА2 будет показывать ток, равный 0,45 А (450 мА), а вольтметр PU1 — около 4,5 В. В данном случае все напряжение батареи через амперметр, внутреннее сопротивление которого мало, приложено к резистору R, поэтому на нем падает почти все напряжение источника тока.

Замени резистор другим резистором с номинальным (обозначенным на его корпусе) сопротивлением 20. 30 Ом. Вольтметр, подключенный к резистору, должен показывать то же напряжение. А амперметр? Амперметр покажет значение тока меньшее, чем в предыдущем случае.

Если, например, сопротивление резистора 30 Ом, то амперметр покажет ток 0,15 А (150 мА). Впрочем, зная сопротивление резистора и падение напряжения на нем, значение тока в цепи ты можешь узнать, не глядя на стрелку амперметра.

Для этого надо лишь разделить показание вольтметра (в вольтах) на сопротивление резистора (в омах), то есть решить задачу, пользуясь формулой закона Ома:

I= U/R.

Приемник или усилитель — это не просто электрическая цепь, а взаимосвязанные цепи, где одна цепь управляет другой, электрическая энергия из одной цепи передается в другую. Наглядной иллюстрацией этого может быть, например, такой опыт (рис. 9).

Подключи к батарее 3336Л проволочный переменный резистор сопротивлением 10. 15 Ом, а между одним из его крайних выводов и движком (роль такого резистора может выполнить небольшая часть спирали электроплитки) включи ту же лампочку накаливания. Движок резистора поставь в среднее положение относительно крайних выводов.

Как горит лампочка? Вполнакала. Передвинь движок к крайнему нижнему (по схеме) выводу. Как теперь? Совсем не горит. А если движок будет вр крайнем верхнем (опять-таки по схеме) положении? Лампочка станет гореть полным накалом. Как видишь, с помощью переменного резистора можно плавно уменьшать и увеличивать накал электролампочки.

В этом опыте две взаимосвязанные цепи. Первую цепь образуют батарея GB и резистор R, вторую — лампочка Я и та часть резистора между его нижним (по схеме) выводом и движком, к которому лампочка подключена.

На всем резисторе падает все напряжение батареи. А та часть этого напряжения, которая приходится на нижний участок резистора, через движок подается на нить накала лампочки. И чем больший участок резистора вводится во вторую цепь, тем больше напряжение на нити накала лампочки, тем ярче она светится.

Переменный резистор, используемый таким ббразом, выполняет роль делителя напряжения батареи, или, как еще говорят, потенциометра. В Данном случае он делит напряжение батареи на две части и одну ее часть, которую можно регулировать, передает в управляемую им вторую цепь.

Забегая вперед, скажем, что принципиально именно так происходит регулирование громкости в приемниках и усилителях низкой частоты.

С помощью делителя напряжения ту же лампочку можно питать от батареи, напряжение которой значительно больше того напряжения, на которое рассчитана ее нить накала.

Роль делителя могут выполнять также два постоянных резистора, как показано на схеме рис. 10. Здесь сопротивление резистора R2 должно быть таким, чтобы на этом участке делителя падало напряжение, соответствующее номинальному напряжению лампочки Н.

В том случае, если напряжение батареи вдвое больше напряжения, которое надо подвести к лампочке, сопротивления резисторов делителя R1R2 должны быть примерно одинаковыми.

Подобные делители напряжения ты можешь увидеть практически в любом радиотехническом устройстве. Они будут непременными элементами и твоих конструкций.

Есть, однако, другой способ питания той же лампочки от батареи большего напряжения — путем включения в цепь гасящего резистора, то есть резистора, который будет гасить некоторую часть напряжения источника питания.

Соедини последовательно две батареи 3336Л — получится батарея напряжением 9 В. Подключи к ней ту же лампочку (3,5 В X 0,26 А), но так, как показано на схеме рис. 11, — через резистор RГас сопротивлением 20. 25 Ом, рассчитанный на мощность рассеяния не менее 1 Вт. Резистор такого сопротивления можно составить из двух резисторов мощностью по 0.5 Вт, то есть резисторов типа МЛТ-0,5 с номиналами 39. 51 Ом, соединив их параллельно. Лампочка, как видишь, светится нормально, только, возможно, резистор немного греется.

В этом опыте резистор и нить накала лампочки тоже, по существу, образуют делитель напряжения. На, нити накала падает напряжение (около 3,5 В), соответствующее ее сопротивлению (около 13 Ом), поэтому она светится. Остальное напряжение батареи падает на резисторе. Резистор, таким образом, гасит (поглощает) избыточное напряжение батареи, поэтому его обычно и называют гасящим.

С другой точки зрения, резистор ограничивает ток в цепи, а значит, и ток, текущий через нить накала лампочки. Поэтому его можно также называть ограничительным. Задача же его одна — создать для лампочки условия, при которых бы ее нить накала нормально светилась и не перегорала.

Сопротивление гасящего (ограничительного) резистора рассчитывают, исходя из того избыточного напряжения, которое им надо погасить, и тока, необходимого для питания полезной нагрузки.

В проведенном опыте полезной нагрузкой была Лампочка, нить накала которой рассчитана на напряжение 3,5 В и ток 0,26 А. А так как напряжение батареи 9 В, значит, резистор, являющийся участком цепи, должен гасить напряжение 5,5 В при токе 0,26 А. . .

Каково должно быть сопротивление этого резистора?

По закону Ома — около 20 Ом (R = U/I = 5,5в/0,26 A =20 Ом). При напряжении батареи 9 В резистор такого сопротивления не пропустит через себя к нагрузке ток более 0,26 А.

А какова должна быть мощность рассеяния этого резистора? Подсчитай ее по такой, возможно, уже знакомой тебе формуле: Р=UI. В этой формуле U — напряжение в вольтах, которое резистор должен погасить, а I — ток в амперах, который должен быть в нагрузке. Следовательно, для нашего примера мощность, выраженная в ваттах (Вт), рассеиваемая гасящим резистором, составляет: Р = 5,5-0,26 =1,43 Вт. Значит, резистор должен быть рассчитан на мощность рассеяния не менее 1,5 Вт,

Это может быть, например, резистор типа МЛТ-2,0 или проволочный. Если резистор будет на меньшую мощность рассеяния, например МЛТ-1,0 или МЛТ-0,5, то он обязательно будет греться, что, возможно, и было в твоем опыте, и даже может сгореть.

Гасящие резисторы будут весьма многочисленными элементами электрических; цепей твоих будущих кон-струкций.

Тебе придется также рассчитывать и мощности, потребляемые конструкциями от источников питания. Это для того, например, чтобы знать, на какой срок работы приемника или усилителя хватит электрической емкости питающей его батареи. Мощность, потребляемую от источника тока, узнают умножением напряжения на концах цепи на ток в цепи. Так, например, мощность, потребляемая лампочкой накаливания, используемой тобой для опытов, составляет около 1 Вт (Р= UI=3,5*0,26= 0,91 Вт).

Электрическая емкость батареи 3336Л равна 0,5 А-ч (ампер-час). Раздели эту емкость на мощность, потребляемую лампочкой, и ты узнаешь, на какое время (в часах) энергии батареи хватит на питание лампочки. Да, всего полчаса. А если батарея уже частично разряжена, то и того меньше.

Забегая вперед, открой страницу 102. Там на рис. 76 изображена принципиальная схема трехкаскадного усилителя низкой частоты. Усилитель можно питать от двух батарей 3336Л, соединенных последовательно. Средний ток, потребляемый от батареи транзисторами двухтактного выходного каскада, являющегося усилителем мощности, составляет 20. 25 мА, токи двух других транзисторов — -по 1. 1,5 мА. Подсчитай, сколько времени будет работать усилитель от такой батареи.

В заключение — небольшая консультация, имеющая прямое отношение к теме этого практикума. Дело в том, что на принципиальных электрических схемах и в объяснениях работы радиоаппаратуры номинальные сопротивления резисторов принято обозначать в омах (например, (R1 220), килоомах (R5 5,1 к), мегаомах (R4 1М; R7 1,5М).

В то же время на малогабаритных резисторах, выпускаемых нашей промышленностью, их номинальные сопротивления обозначены по другой условной системе: единицу сопротивления Ом обозначают буквой Е, килоом — К, мегаом — М. Сопротивления резисторов от 100 до 910 Ом выражают в долях килоома, а сопротивления от 100 кОм до 990 кОм — в дрлях мегаома.

Если сопротивление резистора выражают целым числом, то буквенное обозначение единицы измерения ставят после этого числа, например: 27Е (27 Ом), 51К (51 кОм), 1М (1 МОм). Если сопротивление резистора выражают десятичной дробью меньше единицы, то буквенное обозначение единицы измерения располагают перед числом, например: К51 (510 Ом), М47 (470 кОм).

Выражая сопротивление резистора целым числом с десятичной дробью, целое число ставят перед буквой, а десятичную дробь — за буквой, символизирующей единицу измерения. Например: 5Е1 (5,1 Ом), 4К7 (4,7 кОм), 1М5(1,5МОм).

Литература: Борисов В. Г. Практикум начинающего радиолюбителя.2-е изд., перераб. и доп. 1984.

Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца. КПД источника тока

Т6.83 Лампочка карманного фонаря рассчитана на напряжение 3,5 В и силу тока 0,2 А. Какую мощность потребляет лампочка?

1) 2,45 Вт 2) 0,14 Вт 3) 0,4 Вт 4) 0,7 Вт 5) 17,5 Вт

Т6.84 Какой ток течет через лампочку мощностью 40 Вт, если ее сопротивление 10 Ом?

1) 2 А 2) 4 А 3) 8 А 4) 10 А 5) 20 А

Т6.85 При ремонте электроплитки ее спираль укоротили в 10/9 раз. Во сколько раз при этом увеличилась мощность плитки?

1) 9/10 2) 10/9 3) 11/9 4) 8/9 5) 11/10

Т6.86 При ремонте спирали электрической плитки 1/6 доля длины спирали была изъята. Во сколько раз увеличилась потребляемая из сети мощность?

1) 1,1 2) 1,2 3) 1,3 4) 1,4 5) 1,5

Т6.87 Три одинаковые лампы включены по схеме, представленной на рисунке. Если эти лампы по одной поочередно выключать, то накал каждой из оставшихся ламп будет меняться следующим образом:

1) при выключении Л.1 другие (Л.2 и Л.3) гореть не будут; при выключении Л.2 (или Л.3) гореть Л.1 не будет;

2) при выключении Л.1 другие (Л.2 и Л.3) гореть не будут; при выключении Л.2 (или Л.3) оставшиеся будут гореть одинаково ярко;

3) при выключении Л.1 другие (Л.2 и Л.3) гореть будут одинаково ярко; при выключении Л.2 (или Л.3) оставшиеся не будут гореть;

4) при выключении Л.1 другие (Л.2 и Л.3) гореть не будут; при выключении Л.2 (или Л.3) гореть будет Л.1, а Л.3 (или Л.2) гореть не будет

Т6.88 Имеются две лампы, рассчитанные на напряжение 220 В каждая. Мощности этих ламп равны 50 Вт и 100 Вт. Сравните электрические сопротивления этих ламп.

Т6.89 (а) Два проводника включены в цепь последовательно. Сопротивление первого в 16 раз больше сопротивления второго. Найдите отношение количества теплоты, выделившейся на первом проводнике, к количеству теплоты, выделившейся на втором проводнике за одно и то же время.

1) 0,0625 2) 0,25 3) 2 4) 4 5) 16

(б) Две лампы, рассчитанные на 220 В каждая и имеющие номинальные мощности 100 Вт и 25 Вт, включены в сеть с напряжением 220 В последовательно. Сравните количества теплоты, выделенные в лампах за одно и то же время.

Т6.90 Два резистора, имеющие сопротивления R1 = 3 Ом и R2 = 6 Ом, включены параллельно в цепь постоянного тока. Чему равно отношение мощностей Р12 электрического тока, выделяющихся на этих резисторах?

1) 1 : 1 2) 1 : 2 3) 2 : 1 4) 4 : 1

Т6.91 Одинаковые лампочки соединены по схеме, представленной на рисунке. Считая сопротивление лампочек не зависящим от температуры, определите, какая из них горит ярче остальных.

1) 1 и 2 2) 3 3) 4, 5 и 6

4) все лампочки горят одинаково

Т6.92 Одинаковые лампочки соединены по схеме, представленной на рисунке. Считая сопротивление лампочек не зависящим от температуры, определите, какая из них горит ярче остальных.

1) 1 и 2 2) 3 3) 4

4) 5 5) все лампочки горят одинаково

Т6.93 В сосуд с водой, масса которой 2 кг, помещен электрический нагреватель, по которому течет ток 6 А. Сопротивление нагревателя 24 Ом. За какое время температура воды повысится на 36 К, если на ее нагревание идет 80% электроэнергии? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К).

1) 437,1 с 2) 437,2 с 3) 437,3 с 4) 437,4 с 5) 437,5 с

Т6.94 На электроплитке сопротивлением 48,4 Ом, питаемой от сети с напряжением 220 В, воду массой 1,5 кг нагревают на 60ºС за 1050 с. Найдите КПД нагревателя. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К).

1) 24% 2) 28% 3) 36% 4) 42% 5) 48%

Т6.95 К источнику тока поочередно подключают резисторы с сопротивлениями 12,5 Ом и 50 Ом. В обоих случаях на резисторах выделяется одинаковая мощность. Внутреннее сопротивление источника равно

1) 4 Ом 2) 37,5 Ом 3) 30 Ом 4) 25 Ом 5) 22,5 Ом

Т6.96 В схеме, представленной на рисунке, ЭДС источника тока ε = 8 В, его внутреннее сопротивление r = 2 Ом, сопротивление R1 = 2 Ом, R2 = 3 Ом. Найдите мощность Р1, выделяемую на сопротивлении R1.

1) 5,5 Вт 2) 6,5 Вт 3) 5 Вт 4) 4,5 Вт 5) 4 Вт

Т6.97 В схеме, представленной на рисунке, ЭДС источника тока ε = 30 В, его внутреннее сопротивление r = 7,5 Ом, сопротивление R1 = 5 Ом. Мощность, выделяемая на сопротивлении R1, равна Р1 = 20 Вт. Найдите количество теплоты Q2, выделяемое на резисторе R2 за время Δt = 10 c.

1) 80 Дж 2) 120 Дж 3) 100 Дж 4) 150 Дж 5) 200 Дж

Т6.98 Источник тока замкнут на некоторое сопротивление. КПД источника равен 60%. Во сколько раз внешнее сопротивление цепи больше внутреннего сопротивления источника тока?

1) 1,4 2) 1,5 3) 1,6 4) 59 5) 61

Т6.99 Источник тока замкнут на некоторое сопротивление. Определите КПД источника, если ток в цепи в 10 раз меньше тока короткого замыкания.

1) 70% 2) 75% 3) 80% 4) 85% 5) 90%

Т6.100 Аккумулятор , имеющий ЭДС 2,2 В, замкнут на сопротивление 0,5 Ом. Определите силу тока в цепи, если КПД аккумулятора равен 65%.

1) 2,86 А 2) 6,77 А 3) 3,92 А 4) 1,6 А 5) 2,5 А

Т6.101 Батарея из 5 последовательно соединенных одинаковых элементов питает током лампочку сопротивлением 10 Ом. Внутреннее сопротивление элемента равно 0,5 Ом. КПД батареи равен

Светодиод и лампа последовательно — почему лампа не горит?

Мой 6-летний сын только начал экспериментировать с набором стилей Snap Circuits, и у нас уже есть очень простой вопрос.

Если мы располагаем светодиод и лампу параллельно питаемыми от батарей, то и светодиод, и лампа загораются ярко.

Однако если последовательно расположить светодиод и лампу, то загорается только светодиод.

Очевидно, что ток проходит через лампу (если я откручиваю лампу, светодиод гаснет).

Так почему лампочка не горит?

Я немного дешевый, поэтому вместо того, чтобы покупать подходящие Snap Circuits, я купил аналогичный универсальный набор из Китая на eBay (см. Комплект электронных блоков W-58 )

(Извините, если это слишком просто для этого форума, но я еще не нашел ответ через Google)

Для параллельно подключенных светодиода и лампы каждое из них имеет полное напряжение аккумулятора.

При последовательном соединении напряжение на каждом из них должно совпадать с напряжением батареи.

Без какой-либо дополнительной информации, чем указано, наиболее вероятный ответ заключается в том, что напряжение на лампе, которое должно равняться напряжению батареи минус напряжение на светодиоде, является недостаточным для получения видимого света.

При наборе этого ответа я вижу, что вы добавили несколько картинок. Похоже, что общее напряжение аккумулятора составляет около 3 В. Учитывая, что многие светодиоды имеют прямое напряжение свыше 2 В, это оставляет менее 1 В на всей колбе.

У вас есть вольтметр с вашим комплектом? Если это так, измерьте напряжение на лампе для последовательного подключения.

Светодиод падает так сильно, что для лампочки осталось совсем немного.

У вас есть только две батареи 1,5 В, которых последовательно хватает на прямое напряжение светодиода.

Лампы накаливания быстро тускнеют, когда рассеиваемая ими мощность уменьшается: мощность равна квадрату напряжения, деленному на сопротивление.

Именно по этой причине затемнение ламп накаливания не экономит много энергии. Лишь небольшое незначительное уменьшение рассеиваемой мощности почти полностью затухает лампочку.

Нити генерируют в основном тепло, и только небольшая часть в виде видимого света. Это очень чувствительно к температуре, которая очень чувствительна к рассеиваемой мощности.

Попробуйте посмотреть на лампу в темной комнате; Вы можете увидеть слабое красное свечение. Кроме того, свет от светодиода может мешать вам видеть тусклое свечение лампочки даже в темной комнате. Накройте светодиод тоже.

Должен быть последовательно включенный резистор со светодиодом. Светодиод — это диод, и диоды быстро увеличивают ток, который они пропускают, когда приложенное напряжение поднимается выше определенной точки, значительно ниже 3В. Таким образом, без токоограничивающего резистора светодиод пропустит столько тока, что сгорит.

Предыдущие ответы, в которых говорится, что светодиод падает напряжение, являются правильными, но падение происходит через комбинацию светодиода и скрытого резистора. Лампочка просто добавляет немного больше сопротивления, что немного уменьшает ток, но только делает светодиод немного тусклее. Но лампочка лишена минимального напряжения, необходимого для освещения.

Дополнительным и интересным фактором является то, что сопротивление лампы накаливания в холодном состоянии составляет примерно 1/10 от сопротивления в горячем состоянии.

Вместо 10 Ом лампа с холодным светом, вероятно, ближе к 1 Ом.

P = I 2 ⋅ R ‘ role=»presentation»> P = I 2 ⋅ р

Лампа серии представляет собой нечто большее, чем кудрявый кусочек провода, завершающий цепь светодиодного освещения.

С другой стороны, функция положительных температурных коэффициентов ламп накаливания может быть полезной; посмотрите ранний аудио-генератор HP и прочитайте о мостовых генераторах Wien .

Отличный вопрос! Это как параллельные, так и последовательные цепи, как уже отмечалось. Параллельно ламповый и светодиодный модули получают 3 вольта. В серии они должны делить 3 Вольта, поэтому каждый получает по несколько. Если бы это были 2 лампы одного типа, каждый получил бы половину напряжения. 3 лампочки подряд, каждая получает 1/3 и т. Д. Светодиодный модуль делает его более сложным. Но давайте сначала сделаем самую большую проблему.

E I = R ‘ role=»presentation»> E I = R 3 V 0.3 A = 10 Ω ‘ role=»presentation»> 3 V 0.3 A = 10 Ω

V A = R ‘ role=»presentation»> V A = R 1 V : V A V = R V ‘ role=»presentation»> 1 V : V A V = R V V V ‘ role=»presentation»> V V 1 A = R V ‘ role=»presentation»> 1 A = R V A = V R ‘ role=»presentation»> A = V R 10 Ω + 10 Ω = 20 Ω ‘ role=»presentation»> 10 Ω + 10 Ω = 20 Ω 3 V 20 Ω = .150 A ‘ role=»presentation»> 3 V 20 Ω = .150 A R A = V ‘ role=»presentation»> R A = V 10 Ω × .15 A = 1.5 V ‘ role=»presentation»> 10 Ω × .15 A = 1.5 V

A = 3 V − 1. x V 10 + 33 Ω ‘ role=»presentation»> A = 3 V − 1. x V 10 + 33 Ω 1.9 V 43 Ω ‘ role=»presentation»> 1.9 V 43 Ω 1.1 V 43 Ω ‘ role=»presentation»> 1.1 V 43 Ω

В целях обсуждения красные светодиоды имеют прямое падение напряжения в 1. (что-то) вольт, зеленый — около 2 вольт, синий — еще выше. Конечно, они имеют конечные значения сопротивления, но проще всего думать о них как о простом снятии этого фиксированного напряжения. Затем ток можно рассчитать как оставшееся напряжение на резисторе. Если резистора нет, нужен более сложный способ ограничения тока.

Для большего удовольствия поместите электродвигатель соответствующего размера в ряд с лампочкой, обратите внимание на яркость лампочки, а затем на электродвигатель возложите нагрузку: прикосновение пальца, лопасть вентилятора или лопасть для перемещения воздуха и т. Д. См. любые изменения?

Один из способов визуализации и, следовательно, понимания того, что происходит в схеме, это очень упрощенное объяснение или аналогия, состоит в том, чтобы думать, что светодиод не пропускает достаточно тока, чтобы зажечь лампу. Проще говоря, он имеет гораздо большее сопротивление, чем лампа по сути. Если вы поместите две лампы одинакового типа последовательно, они должны светиться одинаково ярко, настолько яркими, насколько позволяет ток, обеспечиваемый источником питания. В качестве очень простой аналогии, две 115-вольтные лампы переменного тока одинаковой мощности, установленные последовательно, потребуют + — 230 Вольт для полной подсветки.

Однако светодиод имеет гораздо большее сопротивление, чем лампа, или, точнее, это полупроводник и имеет прямое падение напряжения.

Упрощено: прямое падение напряжения на светодиоде примерно на 2 вольт при потреблении тока, скажем, 20 мА (сейчас я не могу вспомнить точные цифры), и это похоже на конфигурацию батареи на 3 В, которая оставляла бы только около одного вольта для лампа. Также светодиод не будет пропускать достаточный ток для нагрева нити накала (которая классифицируется как индуктор, а светодиод — полупроводник, поэтому моя аналогия неточна), но лампа, вероятно, не будет полностью освещаться, даже если подаваемое напряжение будет выше для компенсации для прямого падения напряжения на светодиоде.

Я надеюсь, что в этом есть смысл. Я извиняюсь, если нет, но я тороплюсь и вижу это только тогда, когда мне нужно было выйти из строя и заняться чем-то другим.

Ваш вопрос напоминает мне о подобном эксперименте, в котором две лампы неравной мощности, но одинакового напряжения соединены последовательно. Напряжение, в два раза превышающее одну из ламп, внезапно подается на устройство — просто посмотрите, что произойдет. При выборе напряжения, пожалуйста, помните об электробезопасности. Лампы, рассчитанные на 6 вольт, будут работать нормально. Предложите остановку автомобиля / лампочку накаливания на 6 вольт. Этот эксперимент был использован на практическом экзамене по физике GCE «A» около 30 лет назад!

Еще одна вещь, которую вы можете попробовать, — это подключить разные лампы накаливания на 240 вольт с прозрачными стеклянными оболочками к напряжению 12 вольт — если я правильно помню, лампы на 25 ватт работают хорошо и дают слабое свечение накала, что очень приятно для просмотра. Снова, пожалуйста, будьте в курсе электрической безопасности.

Я просто на мгновение проигнорирую падение напряжения и объясню это с точки зрения тока.

При последовательном размещении со светодиодом ток, проходящий через светодиод, также проходит через колбу, но тепла, идущего в нить накала (ток в квадрате, умноженный на сопротивление колбы), недостаточно для того, чтобы нить нагрелась достаточно, чтобы произвести видимый свет ,

Свет от светодиода примерно пропорционален току, проходящему через него, тогда как яркость лампы (для тусклой / слабой лампы!) Пропорциональна ближе к кубу входного тока. Если вы включите лампу «пшеничное зерно» (20 мА) последовательно со светодиодом и отрегулируете ток, это станет ясно.

Теперь немного о физике: батареи представляют собой почти идеальный источник напряжения, потому что внутри батареи происходит химическая реакция, которая перемещает электроны от катода (+) к аноду (-), пока разность потенциалов между двумя клеммами не достигнет разрыва. -контурное напряжение. Я назову это Vbatt.

Когда между двумя клеммами выполняется электрическое соединение, электроны протекают во внешнем соединении от клеммы (-) к (+) из-за этой разности потенциалов, создавая «цепь» электронов. Этот поток электронов уменьшает разность потенциалов между клеммами, вызывая ускорение реакции и подачу большего количества электронов, и ток увеличивается. При этом он создает увеличивающееся напряжение в нагрузке из-за сопротивления. Разность тока и потенциала на клеммах возрастает до тех пор, пока этого не станет достаточно, чтобы остановить увеличение скорости реакции. Математически, I1 * R1 = Vbatt.

@Mark McLaren Интересный вопрос . но если бы вы могли поменять местами светодиод и лампу, не меняя полярность (как она есть) в последовательной цепи, то лампочка загорится, если моя логика верна . Нет нужды говорить, что сначала напряжение падает на светодиод, а оставшееся напряжение (3 Вольт МИНУС, используемое светодиодом) является недостаточным для лампы. Хотя он имеет достаточный ток, потому что он включен последовательно. Электроны текут от полярности батарей к светодиоду в первую очередь, и, возможно, именно поэтому напряжение сначала падает на светодиоды, а остальные — на лампу . пожалуйста, попробуйте поменять положение светодиода и лампы и посмотрите, загорается ли лампа. . надеюсь, что даже светодиод загорится, потому что светодиод требует низкого напряжения, а оставшегося напряжения будет достаточно для светодиода. мне интересно

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Мерцание лампочки при выключенном выключателе
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector