Jasność a liczba baterii

Podstawy programowe: KS2 (Year 6)

Otwórz pełną wersję ↗

Cel

Zbadać, jak jasność żarówki zależy od napięcia, czyli od liczby baterii połączonych szeregowo.

Układ

Trzy obwody z jednakowymi żarówkami 4,5 V / 1 W: jedna bateria AA 1,5 V u góry, dwie pod nią, trzy na dole. Biegun dodatni każdej baterii jest połączony z biegunem ujemnym następnej.

Przebieg doświadczenia

1. Porównać jasność trzech żarówek.
2. Zaznaczyć jedną z baterii w dolnym obwodzie i na karcie parametrów zmienić jej typ na AAA, a potem na „9 V (6F22)”. Jak zmienia się jasność?
3. Przywrócić typ AA i wymienić przepaloną żarówkę: na jej karcie parametrów odznaczyć pole wyboru „Przepalona”.

Oczekiwany wynik

Przy jednej baterii włókno ledwo się żarzy, przy dwóch żarówka świeci w połowie jasności, przy trzech pełnym blaskiem: 3 × 1,5 = 4,5 V, czyli tyle, ile wynosi jej napięcie znamionowe. Im więcej baterii, tym wyższe napięcie i tym jaśniej świeci żarówka. AAA zamiast AA prawie nie zmienia jasności, bo napięcie jest takie samo. Z baterią 9 V (6F22) napięcie w obwodzie wynosi 12 V, prawie trzy razy więcej niż napięcie znamionowe żarówki: żarówka jasno rozbłyska i przepala się w ciągu setnych części sekundy, bo włókno pęka i obwód się otwiera. Aby kontynuować, należy przywrócić typ AA i wymienić żarówkę: odznaczyć pole wyboru „Przepalona” na jej karcie parametrów.

Pytania

1. Ile baterii 1,5 V potrzeba, aby żarówka świeciła pełnym blaskiem?
2. Dlaczego prawdziwej żarówki 4,5 V nie można podłączyć do 9 V?

Odpowiedzi

1. Trzy baterie: 3 × 1,5 = 4,5 V, czyli napięcie, na które żarówka jest przeznaczona.
2. 9 V to dwa razy więcej niż napięcie, na które żarówka jest przeznaczona. Przez cienkie włókno płynie większy prąd i włókno nagrzewa się znacznie bardziej, niż może wytrzymać, więc szybko pęka i żarówka się przepala.