Fizyka LO Turek
Start
Nauczyciele
Nauczanie
Konkursy
Ciekawostki
Aktualności
Astronomia
Struktura materii
Doświadczenia domowe
Testy z fizyki
Spis treści i wyszukiwarka
Hosted by:
W kręgu fizyki LO Turek
O-błędny obwód
Trzy żarówki połączono tak jak na schemacie obok. Układ zasilany jest ze źródła o pomijalnie małym oporze wewnętrznym. Które stwierdzenie jest błędne?
jeśli wykręcimy żarówkę 1, to żarówki 2 i 3 zgasną

jeśli wykręcimy żarówkę 2, to żarówka 1 przygaśnie, a 3 rozjaśni się

jeśli wykręcimy żarówkę 3, to żarówka 1 rozjaśni się, a 2 przygaśnie

jeśli żarówkę 1 połączymy szeregowo do żarówek 2 i 3 to żarówki będą świecić jaśniej

nie wiem, wyświetl podpowiedź
obwód
linia

Rozwiązanie

Żarówka świeci jaśniej jeśli przez nią przepływa prąd o większym natężeniu. Natężenie zgodnie z prawem Ohma jest wprost proporcjonalne do napięcia, a odwrotnie proporcjonalnie do całkowitego oporu obwodu. Oznacza to, że jeżeli opór się zmniejsza to natężenie rośnie, a jak się zwiększa to maleje.
Musimy przeanalizować każdą odpowiedź. Pamiętamy, że szukamy odpowiedzi błędnej.
Odpowiedź pierwsza: Jak wykręcimy żarówkę 1 to obwód zostanie przerwany i rzeczywiście pozostałe żarówki zgasną.
obwód Odpowiedź druga: Gdy wykręcamy żarówkę drugą to likwidujemy połączenie równoległe i całkowity opór rośnie z wartości 3R/2 do 2R, a więc całkowite natężenie zmaleje z wartości 2U/3R do U/2R i żarówka 1 rzeczywiście przygaśnie. Żarówka 3 przed wykręceniem drugiej była połączona równoległe z żarówką 2 i całkowite natężenie 2U/3R trzeba było podzielić przez dwa (wynosiło więc 2U/6R), a po wykręceniu było takie same jak całkowite czyli wyniosło U/2R. Czyli po wykręceniu płynie większy prąd i żarówka 3 będzie świecić jaśniej.
obwód Odpowiedź trzecia: Mamy podobny przypadek jak w odpowiedzi drugiej. Całkowite natężenie maleje z wartości 2U/3R do U/2R i żarówka 1 przygaśnie. Żarówka 2 przed wykręceniem trzeciej była połączona równoległe z żarówką 3 i całkowite natężenie 2U/3R trzeba było podzielić przez dwa (wynosiło więc 2U/6R), a po wykręceniu było takie same jak całkowite czyli wyniosło U/2R. Czyli po wykręceniu płynie w niej większy prąd i żarówka 3 będzie świecić jaśniej. Jak widać jest to odpowiedź błędna jakiej szukamy.
obwód Odpowiedź czwarta: Niestety tutaj również trzeba wykonać rachunki i porównać natężenia prądu. Na początku opór całkowity wynosi 3/2R (z połączenia mieszanego), a po zmianie R/3. Całkowite natężenie obliczone z prawa Ohma wynosi więc przed zmianą 2U/3R, a po zmianie 3U/R. Przed połączeniem opory R2 i R3 są połączone równolegle to natężenie płynące przez opory R2 i R3 dzieli się na dwa czyli wynosi U/3R, a po zmianie dzieli się na trzy czyli wynosi U/R. Jak widać po zmianie w pierwszej żarówce natężenie wzrosło z 2U/3R do U/R, a w żarówkach 2 i 3 z U/3R do U/R i wszystkie żarówki będą świecić jaśniej.
Jeśli dotrwałeś do końca tych wywodów to gratuluję Tobie wytrwałości, a sobie umiejętności dydaktycznych.
powrót do pytań