Reostat sebagai pengatur kecerahan

Kurikulum: KS3, GCSE, Sek I

Buka versi lengkap ↗

Tujuan

Mengatur arus dan kecerahan lampu secara halus dengan reostat.

Rangkaian

Sumber 6 V, amperemeter, reostat 100 Ω, dan lampu 6 V / 3 W dihubungkan seri. Bagian reostat dari ujung kiri sampai kontak geser masuk dalam rangkaian; kontak geser berada pada 30% (30 Ω).

Langkah kerja

1. Catat pembacaan amperemeter.
2. Pindahkan kontak geser ke ujung kiri dan catat lagi arusnya.
3. Pindahkan kontak geser ke ujung kanan.
4. Cari posisi saat lampu menyala setengah terang.

Hasil yang diharapkan

Pada 30 Ω arusnya sekitar 165 mA. Di ujung kiri hambatan reostat mendekati nol: arusnya sekitar 0,5 A dan lampu menyala penuh. Di ujung kanan (100 Ω) arus turun menjadi sekitar 55–60 mA dan lampu sama sekali tidak menyala, walaupun arus mengalir: tegangan pada lampu kurang dari 0,2 V, filamen hanya memanas sampai 900 K, sedangkan pijar yang terlihat mulai pada sekitar 1000 K.

Pertanyaan

1. Mengapa arus berubah secara halus, bukan melompat-lompat?
2. Bagian reostat sebesar apa yang harus dimasukkan ke dalam rangkaian agar arus menjadi setengahnya?

Jawaban

1. Menggeser kontak geser mengubah panjang kawat dalam rangkaian, dan bersama itu hambatannya, sedikit demi sedikit mengikuti gerakan kontak geser, sehingga arus \(I = U / R\) juga berubah secara bertahap. Pada reostat kawat lilit yang nyata, kontak geser berpindah dari satu lilitan kawat ke lilitan berikutnya, dan hambatan berubah dalam langkah yang sangat kecil, satu lilitan; di simulator hambatan berubah secara kontinu.
2. Jika hambatan lampu tetap, reostat harus menambahkan hambatan sebesar hambatan lampu itu sendiri, 12 Ω (6 V / 0,5 A). Filamen mendingin ketika arus turun dan hambatannya berkurang, sehingga diperlukan lebih banyak: pada setengah arus, sekitar 0,24 A, tegangan pada lampu hanya sekitar 1,8 V, dan reostat harus mengambil sisanya dengan sekitar 17 Ω, seperenam panjangnya.