ViewWiki

שיעור 4 מתוך 6

מעגלים בטור ובמקביל.

כ־30 דקות · 6 שאלות תרגול

שלוש נורות על סוללה של 12 V: ההתנגדות הכוללת בטור ובמקביל, זרם שלא מתכלה, מתח שמתחלק, ומה קורה לנורה אחת כשמכבים את השכנה שלה.

שלב 1 מתוך 6 · בטור

שלב 1 מתוך 6

בטור

על הלוח שלוש נורות, A, B ו־C, של 6 Ω כל אחת, וסוללה של 12 V. בחיבור בטור יש לזרם מסלול אחד בלבד: הוא יוצא מהסוללה, עובר בנורות בזו אחר זו וחוזר אליה. כל אלקטרון חייב להידחק דרך שלוש ההתנגדויות, ולכן ההתנגדות הכוללת היא הסכום שלהן:

R=RA+RB+RCR = R_A + R_B + R_C⁠

את הזרם מהסוללה נותן חוק אוהם, על ההתנגדות הכוללת. מדידת המעגל קבועה על מעגל. חשבו את הזרם.

לשאלה

שלב 2 מתוך 6

הזרם לא מתכלה

הזרם יוצא מהסוללה ועובר בנורות בזו אחר זו. נבאו: האם הוא נחלש בדרך? אחרי שתענו, הסצנה תעבור לזרמים ותראה תווית עם הזרם מעל כל ענף.

לשאלה

שלב 3 מתוך 6

המתח מתחלק

נורה C הוחלפה בנורה של 12 Ω, ו־A ו־B נשארו 6 Ω. הזרם עדיין זהה בכל הנורות, אבל המתח על כל נורה, V=IRV = IR⁠, תלוי בהתנגדות שלה. כל קולון מקבל בסוללה 12 J ומוסר את כולם בדרך, ולכן המתחים על הנורות מסתכמים במתח של הסוללה:

VA+VB+VC=VV_A + V_B + V_C = V⁠

מה המתח על נורה C?

לשאלה

שלב 4 מתוך 6

במקביל

בחיבור במקביל כל נורה מחוברת ישירות לשני ההדקים של הסוללה, ויש לה מסלול משלה. לכן על כל נורה נמצא המתח המלא, 12 V, והזרם בכל ענף הוא 126=2 A\dfrac{12}{6} = 2\ \mathrm{A}⁠. בצומת שבו הענפים נפגשים, הזרם שנכנס שווה לזרם שיוצא, ולכן הזרם מהסוללה הוא סכום הזרמים בענפים.

המתג של נורה C פתוח עכשיו, ורק A ו־B דולקות: הסוללה נותנת 4 A. נבאו מה יקרה לזרם מהסוללה כשתסגרו את המתג ותוסיפו את C.

לשאלה

שלב 5 מתוך 6

ההתנגדות במקביל

כל ענף נוסף הוא עוד מסלול לזרם, ולכן ההתנגדות הכוללת של נורות במקביל קטנה מההתנגדות של כל אחת מהן:

1R=1RA+1RB+1RC\frac{1}{R} = \frac{1}{R_A} + \frac{1}{R_B} + \frac{1}{R_C}⁠

נורה C היא עכשיו 3 Ω, ו־A ו־B 6 Ω. מה ההתנגדות הכוללת שהסוללה רואה?

לשאלה

שלב 6 מתוך 6

מעורב

במעורב, נורה A בטור עם זוג: B ו־C במקביל זו לזו. כל הזרם עובר דרך A, ואחרי הצומת הוא מתפצל בין B ל־C. לכן A מאירה הכי חזק. התוויות מראות את הזרמים. נבאו מה יקרה לנורה B כשתפתחו את המתג של נורה C.

לשאלה

תמונה של הסצנה התלת־ממדית „מעגלים בטור ובמקביל”
סצנה אינטראקטיבית

הגרסה האינטראקטיבית נטענת…

כל שלב מכין לכם את הסצנה, ובקר שמסומן „קבוע” נשאר במקומו בשלב הזה.

לניסוי

תרגול · חשבו

שלוש נורות של 6 Ω בטור על סוללה של 12 V. מה הזרם מהסוללה? תנו שתי ספרות אחרי הנקודה.

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

בחיבור בטור, הזרם עובר בנורות בזו אחר זו. מה קורה לו בדרך?

לניסוי

תרגול · חשבו

בטור: A ו־B של 6 Ω, C של 12 Ω, וסוללה של 12 V. מה המתח על נורה C?

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

A ו־B במקביל, והסוללה נותנת 4 A. סוגרים את המתג ומוסיפים במקביל גם את C, של 6 Ω. מה יקרה לזרם מהסוללה?

לניסוי

תרגול · חשבו

במקביל: A ו־B של 6 Ω, ו־C של 3 Ω. מה ההתנגדות הכוללת שהסוללה רואה?

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

בחיבור המעורב, A בטור עם B ו־C שמחוברות במקביל. פותחים את המתג של C. מה יקרה לנורה B?