Послідовне з'єднання

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

Відкрити повну версію ↗

Мета

Перевірити, що в колі з послідовним з’єднанням сила струму всюди однакова, а напруги на окремих ділянках і опори додаються.

Установка

Джерело 9 В, амперметр і резистори 100 Ом, 220 Ом і 470 Ом, з’єднані послідовно. Над кожним резистором — власний вольтметр.

Хід роботи

1. Запишіть показання амперметра і трьох вольтметрів.
2. Додайте напруги на резисторах і порівняйте суму з напругою джерела.
3. Для кожного резистора обчисліть силу струму \(I = U / R\) і порівняйте її з показанням амперметра.
4. Обчисліть загальний опір \(R = (U_1 + U_2 + U_3) / I\) і порівняйте його із сумою \(R_1 + R_2 + R_3\).
5. Зменште напругу джерела до 4,5 В і повторіть вимірювання.

Очікуваний результат

Сила струму близько 11,4 мА. Напруги — 1,14 В, 2,50 В і 5,35 В; разом вони дають близько 8,99 В — майже всю напругу джерела. \(U / R\) для всіх трьох резисторів дає ті самі 11,4 мА. Загальний опір 8,99 В / 11,4 мА ≈ 790 Ом — це сума 100 + 220 + 470 Ом. Напруги розподіляються пропорційно до опорів. За 4,5 В і напруги, і сила струму вдвічі менші, а їхні відношення та загальний опір ті самі.

Запитання

1. На якому резисторі найбільша напруга і чому?
2. Який загальний опір двох резисторів по 100 Ом, з’єднаних послідовно?

Відповіді

1. На резисторі 470 Ом, близько 5,35 В. Через усі три резистори тече однаковий струм близько 11,4 мА, тож за \(U = I \cdot R\) найбільша напруга на найбільшому опорі.
2. У послідовному з’єднанні опори додаються: \(R = R_1 + R_2\) = 100 + 100 = 200 Ом.