Elektricitet
Serie-parallellkoppling av lampor
Enkla elektrisk kretsar
I den här sidan visas praktiska lektioner inom ellära där studeras olika kretsar på olika kopplings sätt. Lektionerna handlar om följande: enkel krets, serie koppling av två lampor, parallell koppling av två lampor, serie koppling av batterier och parallell koppling av batterier.
1- Sluten krets
Filmen nedan visar en enkel sluten krets som synliggör sambandet mellan spänning, ström och motstånd med hjälp av en virtuell laboration som finns i programmet PHET-Colorado. Den visar också mätningar av elektrisk spänning och elektrisk ström med instrumenten som finns i programmet som är en voltmeter och en amperemeter. Efter filmen står en uppgift där man ska testa sig själva med att bygga samma krets och testa kretsen genom att ändra på spännings, motståndets och strömmens värden och dra slutsatser utifrån det.
Med knappen nedan öppnas det Virtuella labben "Phet simulatorn"
Testa dig själv: Öppna den virtuella laborationen med knappen ovan och hämta följande material: Ett batteri med 4,5V , sladdar, en lampa, en strömbrytare.
1- Koppla batteriet pluspolen (+) till ena ändan av lampan med en sladd
2- Koppla den andra ändan till strömbrytaren.
3- Koppla strömbrytaren till minuspolen (-) av batteriet från den andra andan som i bilden.
4- Tryck på strömbrytaren och se om lampan lyser.
5- Ändra på spänningen, lampans motstånd och observera hur lampan lyser.
2- Serie-koppling av lampor
I den här lektionen studeras elektriska strömmen och spänningen i en serie-koppling av två lampor med hjälp av det virtuella programmet PHET-colorado. Frågorna som tas upp två frågor, första frågan är är hur stor är strömmen som går i en krets med två lampor i serie jämför med en krets med bara en lampa av samma typ. Andra frågan är hur stor är spänningen över lamporna.
2.2 Hur stor är strömmen i A och B?
2.1 Serie-koppling:
En serie-koppling är när till exempel två lampor kopplas så att samma ström som går in och ut från ena lampa går in i den andra lampan. I bilden till vänster visas en lampa med två anslutningspunkter där punkten 2 på det första lampan kopplas till punkten 1 på den andra lampan och elektriska strömmen som går in i lamporna är samma.
Efter mätningen av elektriska strömmen som går in i första kretsen men en 10 Ohm lampa och strömmen som går i den andra kretsen med två 10 Ohms lampor som är serie-kopplade märker man att
- I kretsen A är spänningen V = 9V, motståndet i lampan L.A är R= 10 Ohm och amperemetern visar att strömmen som går i kretsen är 0,9 A.
- I kretsen B är V = 9 V, motståndet R = 10 Ohm + 10 Ohm = 20 Ohm då visar amperemetern att strömmen so går i kretsen är 0,45 A
- Strömmen i kretsen B är hälften så stor som strömmen i kretsen A. Detta beror på motståndet i kretsen B som är dubbelt så stor som motståndet i kretsen A.
2.3 Hur stor är spänningen över lamporna?
Spänningen över lampan L.A i kretsen A är - 9 V som är lika stor som batteriets styrkan.
- Spänningen över lampan L.B i kretsen B är -4,5 V. Det är hälften så stor än batteriets spänning som är 9 V.
- På samma sätt om man mäter spänningen över lampan L.C kan man se att det är hälften så stor som batteriet styrkan.
- Slutsats:
- I en serie-koppling av lampor, delar lamporna på samma spänning och sammanlagd spänning över lamporna är lika stor som spänningen över batteriet.
- V = V1 + V2 (V: batteriets styrkan, V1: spänningen över ena lampa L.B V2: spänningen över andra lampan L.C)
3- Parallellkoppling av lampor
I den här lektionen studeras elektriska strömmen och spänningen i en parallellkoppling av två lampor med hjälp av det virtuella programmet PHET-colorado. Frågorna som tas upp är: Hur stor är strömmen som går i lamporna, i kretsen och jämföra det med enkelkrets. Hur stor är spänningen över lamporna och jämför det med kretsen som består av en lampa.
3.1 Parallellkoppling:
I en parallellkoppling kopplas lamporna från sina ändar till samma punkt från ena sidan som kan kallas för knutpunkten vid A på bilden. Andra ändar av lamporna knuts ihop på en annan punkt som är knutpunkten B. Elektriska strömmen som går ut från batteriet delas i två delar, en del går in på ena lampan och en annan del går in i den andra lampan. Strömmen från både lampor möts igen på knutpunkten B och går tillbaka till batteriet andra polen (minuspolen).
3.2 Mätning av strömmen:
Med en amperemeter mäts strömmen i kretsarna och har gett följande resultat:
- krets 1: Amperemetern visar att strömmen som går i kretsen 1 är 0.9 A. Med beräkning får men I = V/R (I: Ström, V: Spänning och R: motstånd) då blir I = 9 / 10 = 0.9 A.
- Krets 2: Visas följande resultat: I = 1.8 A (I: strömmen i kretsen). I1 = 0.9 A ( I1: strömmen i lampa i ena lampan). I2 = 0.9 A (Strömmen i andra lampan). I = I1 + I2
Slutsats: Strömmen i kretsen med två lampor i parallellkoppling är större än strömmen i kretsen med en lampa. Det visar att kretsens motstånd blir lägre och adderas inte ihop.
3.3 Mätning av spänningem:
- I första kretsen med lampan 1 visar voltmetern att spänningen är - 9 V över lampan 1 mellan punkterna A och B och den är lika stor som batteriets spänning.
- Lampan 1 och lampan 2 är sammankopplade och voltmetern visar att spänningen är också lika stor mellan punkterna C-D och E-F. Det visar Vcd = V ef = - 9 V lika stor som batteriets spänning.
Slutsats: I en parallellkoppling av lampor delar lamporna inte på spänningen. Alla lampor får samma spänning.