Parlaklık ayarı için reosta

Öğretim programları: KS3, GCSE, Sek I

Tam sürümü aç ↗

Amaç

Bir reostayla ampulün akımını ve parlaklığını kademesiz olarak ayarlamak.

Düzenek

6 V'luk bir kaynak, bir ampermetre, 100 Ω'luk bir reosta ve 6 V / 3 W'lık bir ampul seri bağlıdır. Reostanın sol ucundan sürgüye kadar olan kısmı devrededir; sürgü %30'da (30 Ω).

İşlem basamakları

1. Ampermetrenin gösterdiği değeri kaydedin.
2. Sürgüyü sol uca götürün ve akımı yeniden kaydedin.
3. Sürgüyü sağ uca götürün.
4. Ampulün yarı parlaklıkta yandığı konumu bulun.

Beklenen sonuç

30 Ω'da akım yaklaşık 165 mA'dir. Sol uçta reostanın direnci sıfıra yakındır: akım yaklaşık 0,5 A'dir ve ampul tam parlaklıkta yanar. Sağ uçta (100 Ω) akım yaklaşık 55–60 mA'e düşer ve akım geçtiği hâlde ampul hiç ışık vermez: ampulün uçlarında 0,2 V'tan az gerilim vardır, filaman yalnızca 900 K'e kadar ısınır, görünür ışıma ise yaklaşık 1000 K'de başlar.

Sorular

1. Akım neden sıçramalarla değil de kademesiz olarak değişir?
2. Akımı yarıya indirmek için reostanın hangi kısmı devreye alınmalıdır?

Cevaplar

1. Sürgüyü hareket ettirmek, devredeki telin uzunluğunu ve onunla birlikte direnci sürgünün hareketi kadar küçük miktarlarla değiştirir; bu yüzden \(I = U / R\) akımı da yavaş yavaş değişir. Gerçek bir tel sargılı reostada sürgü telin bir sarımından diğerine geçer ve direnç bir sarımlık çok küçük adımlarla değişir; simülatörde ise sürekli değişir.
2. Ampulün direnci sabit olsaydı reostanın, ampulün kendi direnci olan 12 Ω (6 V / 0,5 A) kadar direnç eklemesi gerekirdi. Akım azaldıkça filaman soğur ve direnci düşer; bu yüzden daha fazlası gerekir: akımın yarısında, yaklaşık 0,24 A'de, ampulün uçlarında yalnızca yaklaşık 1,8 V olur ve reosta geri kalan gerilimi yaklaşık 17 Ω ile, yani uzunluğunun altıda biriyle üstlenmelidir.