2018年10月25日 星期四

電學的功率實驗

有一個可以任意調整且功率夠大的電源供應器就可以來作這個實驗
先從歐姆定律開始
當然我們把溫度因素忽略來看
注意!!
以下實驗是通電時的燈泡相互比較,如果和沒通電的比較就差很多了
之前設計過一個教學活動就談這個
有機會再說

電源供應器可以同時顯示當下的總電流與電源電壓(不是燈泡的電壓喔)
(不同的電表量出來都不盡相同,就以這個為準來談了)
結果如下(以下所有照片都是相同的快門和光圈,因此可以直接比較相對亮度的變化)









出來的線性還算可以
因此也可以從這邊引出一般金屬導線通電時,V/I(幾乎)為定值
也就是電阻大小不會因為通過的電壓和電流而改變
這就是歐姆定律的內容

那亮度又和甚麼因素有關?
亮度主要是由功率決定的(還有其他因素也會干擾)
功率又是哪些物理量決定的?
當然不外乎就是電壓、電流、電阻

注意!!注意!!注意!!
以下的實驗其實bug很多,暫時先這樣呈現
後續再來調整

1.固定電源電壓、電阻(相同燈泡),改變總電流




2.固定總電流、電阻,改變電源電壓





3.相同電源電壓、電流(總電流),不同燈泡並聯,上方燈泡電阻較大

4.相同電源電壓、電流(總電流),不同燈泡串聯,左邊燈泡電阻較大

這樣你可以回答這個奇怪串聯亮度的問題了嗎?
這是正常版

這是奇怪版

※加強版
那若電源電壓和總電流相同,亮度就一定會一樣嗎?
第一個燈泡的電阻(未通電時)大於第二個燈泡的電阻(未通電時)
這個結果很耐人尋味
但不適合在教學中討論