Seri devre

Öğretim programları: KS3, GCSE (Resistance), cycle 4, Sek I, AP2, IB B.5

Tam sürümü aç ↗

Amaç

Seri devrede akımın her yerde aynı olduğunu, parçaların uçlarındaki gerilimlerin ve dirençlerin toplandığını doğrulamak.

Düzenek

9 V'luk bir kaynak, bir ampermetre ve seri bağlı 100 Ω, 220 Ω ve 470 Ω'luk dirençler. Her direncin üstünde kendi voltmetresi vardır.

İşlem basamakları

1. Ampermetrenin ve üç voltmetrenin gösterdiği değerleri kaydedin.
2. Dirençlerin uçlarındaki gerilimleri toplayın ve toplamı kaynak gerilimiyle karşılaştırın.
3. Her direnç için \(I = U / R\) akımını hesaplayın ve ampermetrenin gösterdiği değerle karşılaştırın.
4. Eşdeğer direnci \(R = (U_1 + U_2 + U_3) / I\) ile hesaplayın ve \(R_1 + R_2 + R_3\) toplamıyla karşılaştırın.
5. Kaynak gerilimini 4,5 V'a düşürün ve ölçümleri tekrarlayın.

Beklenen sonuç

Akım yaklaşık 11,4 mA'dir. Gerilimler 1,14 V, 2,50 V ve 5,35 V'tur; toplamları yaklaşık 8,99 V'tur — kaynak geriliminin neredeyse tamamı. Üç direncin üçü için de \(U / R\) aynı 11,4 mA'i verir. Eşdeğer direnç 8,99 V / 11,4 mA ≈ 790 Ω'dur — 100 + 220 + 470 Ω toplamı. Gerilimler dirençlerle orantılı olarak paylaşılır. 4,5 V'ta gerilimler ve akım yarı yarıya küçülür, oranları ve eşdeğer direnç ise aynı kalır.

Sorular

1. Hangi direncin uçlarındaki gerilim en büyüktür ve neden?
2. Seri bağlı 100 Ω'luk iki direncin eşdeğer direnci nedir?

Cevaplar

1. 470 Ω'luk direncin, yaklaşık 5,35 V. Üç dirençten de yaklaşık 11,4 mA'lik aynı akım geçer; bu yüzden \(U = I \cdot R\) bağıntısına göre gerilim en büyük direncin uçlarında en büyüktür.
2. Seri bağlamada dirençler toplanır: \(R = R_1 + R_2\) = 100 + 100 = 200 Ω.