อะไรจะเป็นคำอธิบายสำหรับการสังเกตนี้?
- หลอดไฟจะลดความสว่างลงเมื่อเพิ่มหลอดไฟอีกดวงหนึ่งต่อแบบอนุกรม กระแสไฟฟ้า และการถ่ายโอนพลังงานขึ้นอยู่กับวงจรทั้งหมด ไม่ใช่แค่หลอดไฟเดียว
สร้างโมเดล
- กระแสไฟฟ้าคือประจุที่ไหลผ่านต่อหน่วยเวลา
- ความต่างศักย์คือพลังงานที่ถ่ายโอนต่อหนึ่งหน่วยประจุ
- ความต้านทานคือความต่างศักย์หารด้วยกระแสสำหรับจุดทำงานที่กำหนด
- กระแส: อัตราการไหลของประจุ
- ความต่างศักย์: พลังงานที่ถ่ายโอนต่อหนึ่งหน่วยประจุ
แอมมิเตอร์ต้องต่ออนุกรมเพื่อวัดกระแส; โวลต์มิเตอร์ต้องต่อขนานกับอุปกรณ์
เลือกหลักฐานที่นำมาทดสอบได้
- กระแสไฟฟ้าเท่ากันตลอดในวงจรแบบอนุกรม
- ความต่างศักย์รวมกันรอบเส้นทางแบบอนุกรม
- ในวงจรแบบขนาน สาขาต่างๆ มีความต่างศักย์เท่ากัน ในขณะที่กระแสสาขาจะรวมกันที่จุดแยกสาย
ในห้องปฏิบัติการ: วางแอมมิเตอร์ต่อแบบอนุกรมและโวลต์มิเตอร์ต่อแบบขนาน สำหรับการศึกษาความสัมพันธ์ I-V ให้ปรับแรงดันเป็นขั้นๆ กลับขั้วเมื่อจำเป็น และจำกัดกระแสเพื่อลดความร้อน
เริ่มจากปริมาณที่ทราบแล้ว
- Known: a resistor has 6.0 V across it and carries 0.30 A.
- ใช้สูตร R = V/I
- R = 6.0/0.30 = 20 โอห์ม
- กำลังไฟฟ้า = V × I
- กำลังไฟฟ้า = 6.0×0.30 = 1.8 วัตต์
- ปริมาณเหล่านี้อธิบายจุดทำงานเดียวกัน
Your turn: A component has 12 V across it and carries 0.40 A. Find resistance.
ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต
- กระแสไฟฟ้าไม่ถูกใช้สิ้นโดยหลอดไฟ
- หลอดไฟร้อนขึ้น ดังนั้นความต้านทานอาจไม่คงที่เมื่อแรงดันเปลี่ยนแปลง
ข้อความนี้ไม่ถูกต้อง: หลอดไฟไม่ได้ใช้กระแสไฟฟ้าไปเมื่อประจุไหลผ่าน กระแสคือการไหลของประจุ และประจุถูกอนุรักษ์ไว้ กระแสที่เข้าและออกจากหลอดไฟมีค่าเท่ากัน หลอดไฟถ่ายโอนพลังงานจากประจุสู่ความร้อนและแสง แต่ไม่ได้บริโภคประจุ
จุดสำคัญ:
- กระแสไฟฟ้าคือประจุที่ไหลผ่านต่อหน่วยเวลา
- กระแสไฟฟ้าเท่ากันตลอดในวงจรแบบอนุกรม
- ระวัง: กระแสไฟฟ้าไม่ถูกใช้สิ้นโดยหลอดไฟ
เขียนจากค่าความต้านทาน 36 โอห์ม
- ส่วนประกอบหนึ่งมีความต่างศักย์ 9 โวลต์ และมีกระแส 0.25 แอมแปร์ไหลผ่าน
- หาความต้านทานและกำลังไฟฟ้า หลอดไฟไม่ดูดซับกระแสไฟฟ้า
เขียนจากกำลัง 2.25 วัตต์
- ส่วนประกอบหนึ่งมีความต่างศักย์ 9 โวลต์ และมีกระแส 0.25 แอมแปร์ไหลผ่าน
- P = VI = 2.25 W, ตรวจสอบโดย I²R เมื่อ R = 36 โอห์ม: 0.0625 × 36 = 2.25 W — สองวิธีคำตอบเดียว
เขียนจากการแยกแบบอนุกรม-ขนาน
- ตัวต้านทานสองตัวขนาด 12 โอห์ม: ต่ออนุกรมได้ 24 โอห์ม, ต่อขนานได้ 6 โอห์ม
- การต่ออนุกรมมีกระแสเดียวไหลผ่านทั้งสอง; การต่อขนานแบ่งกระแส — คู่เดียวกัน แต่มีความต้านทานแตกต่างกันสี่รูปแบบ