Hukum Ohm untuk rangkaian tertutup – hambatan dalam

FisikaListrik dan rangkaianUsia 16–17Lab virtual

Gunakan di kelas saya

Rangkaian tertutup yang terdiri atas sumber (GGL E, hambatan dalam r) dan reostat R. Geser kontak langsung pada diagram rangkaian untuk melihat perubahan I = E/(R + r), tegangan jepit U = IR = E − Ir, daya P = I²R, dan efisiensi H = U/E; grafik P(R) menunjukkan daya luar paling besar saat R = r. Layar Praktikum GGL adalah praktikumnya: baca voltmeter dan amperemeter yang punya galat nyata, lalu buat grafik V terhadap I untuk menemukan ε dan r. Layar Potensiometer membandingkan dua GGL dan mengukur hambatan dalam dengan kawat potensiometer.

Pelajaran: Sumber listrik, GGL, hambatan dalam; hukum Ohm untuk rangkaian tertutup; daya dan efisiensi sumber; praktikum: GGL dan hambatan dalam baterai; potensiometer

Yang ditunjukkan

Sumber nyata seperti baterai memiliki GGL dan hambatan dalam r. Arusnya I = E/(R + r), sehingga tegangan jepit turun ketika arus yang diambil bertambah: V = ε − Ir. Daya luar I²R paling besar saat R = r, dengan efisiensi hanya 50 %. Praktikum GGL menambahkan galat alat ukur, sehingga perlu garis lurus yang paling cocok untuk V terhadap I: titik potong sumbu V adalah ε dan gradiennya −r. Potensiometer mengukur tegangan tanpa mengambil arus dari baterai saat setimbang, sehingga dapat membandingkan GGL secara langsung.

Cara menggunakan

Pada Rangkaian, atur GGL E dan Hambatan dalam r lalu geser reostat pada diagram. Pada Praktikum GGL, pilih Baterai yang diuji, tekan Tutup sakelar, ubah Hambatan beban R dan tekan Catat data untuk setiap pengaturan, lalu centang Tampilkan garis terbaik. Pada Potensiometer, pilih Percobaan, geser kontak pada kawat atau gunakan Posisi kontak geser l sampai titik nol, lalu catat panjang setimbangnya.

Parameter yang dapat diubah

  • GGL E 1–24 V
  • Hambatan dalam r 0,1–5 Ω
  • Hambatan luar R 0,1–20 Ω
  • Layar Rangkaian, Praktikum GGL, Potensiometer
  • Baterai yang diuji (Praktikum GGL) Baterai A, Baterai B (dua sel), Baterai C (sudah lama dipakai), E dan r dari layar Rangkaian
  • Percobaan potensiometer Membandingkan dua GGL, Hambatan dalam

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Mengapa tegangan jepit baterai turun ketika arus yang diberikannya naik?
  2. Pada grafik V terhadap I, apa yang ditunjukkan titik potong dan gradien tentang baterai?
  3. Mengapa potensiometer yang setimbang mengukur GGL, bukan tegangan jepit?