السطوع وعدد البطاريات

المناهج: KS2 (Year 6)

فتح المختبر الكامل ↗

الهدف

معرفة كيف يعتمد سطوع المصباح على الجهد، أي على عدد البطاريات الموصولة على التوالي.

التجهيز

ثلاث دوائر فيها مصابيح متماثلة 4.5 V / 1 W: في الأعلى بطارية واحدة AA 1.5 V، وتحتها اثنتان، وفي الأسفل ثلاث. الطرف الموجب لكل بطارية موصول بالطرف السالب للبطارية التالية.

خطوات العمل

1. قارن سطوع المصابيح الثلاثة.
2. حدِّد إحدى بطاريات الدائرة السفلية، وغيّر نوعها في بطاقة المعاملات إلى AAA، ثم إلى «9 V (PP3)». كيف يتغير السطوع؟
3. أعِد النوع إلى AA واستبدل المصباح المحترق: في بطاقة معاملاته أزِل العلامة «محترق».

النتيجة المتوقعة

مع بطارية واحدة يتوهج الفتيل بالكاد، ومع اثنتين يضيء المصباح بنصف شدته، ومع ثلاث بكامل شدته: 3 × 1.5 = 4.5 V، وهو جهده الاسمي. كلما زاد عدد البطاريات ارتفع الجهد وازداد سطوع المصباح. واستبدال AA بـ AAA لا يكاد يغير السطوع، لأن الجهد هو نفسه. ومع بطارية 9 V (PP3) يصبح في الدائرة 12 V، أي نحو ثلاثة أضعاف الجهد الاسمي للمصباح: يومض المصباح بشدة ويحترق في غضون أجزاء من مئة من الثانية، إذ ينقطع الفتيل وتنفتح الدائرة. للمتابعة، أعِد النوع إلى AA واستبدل المصباح: أزِل العلامة «محترق» في بطاقة معاملاته.

الأسئلة

1. كم بطارية 1.5 V يلزم ليضيء المصباح بكامل شدته؟
2. لماذا لا يجوز توصيل مصباح حقيقي 4.5 V بجهد 9 V؟

الإجابات

1. ثلاث بطاريات: 3 × 1.5 = 4.5 V، وهو الجهد الذي صُنع المصباح له.
2. الجهد 9 V ضعف الجهد الذي صُنع المصباح له. يمر في الفتيل الرفيع تيار أكبر، فيسخن أكثر بكثير مما يحتمل، لذلك ينقطع سريعًا ويحترق المصباح.