مدارهای ساده با چند لامپ سری

اگر چند لامپ در اختیار داشته باشیم، به روشهای مختلف می‌توانیم با آن ها مدار بسازیم. شدت روشنایی لامپ، تخمینی از میزان عبور جریان است. معمولاً اگر جریانی كه از لامپ عبور می كند، به یك حد مناسب نرسد، لامپ روشن نمی‌شود، اما پس از آن، شدت روشنایی لامپ با افزایش جریان، زیاد می‌شود.

قبل از هر كار، یك معیار استاندارد تعیین می‌كنیم:

می‌توان دو لامپ را به گونه ای به باتری وصل كرد كه تنها یك مسیر برای عبور جریان وجود داشته باشد. بدین ترتیب كه جریان از یك طرف باتری خارج شده، از یك لامپ عبور كند، سپس از لامپ دیگر عبور نموده و سرانجام به طرف دیگر باتری برسد. به شکل های زیر خوب دقت کنید:

در شكل زیر دو مدار مشاهده می شود. در یكی از آن ها، یك لامپ و در دیگری دو لامپ سری وجود دارد. به وسیله ماوس كلید مدارها را ببندید.

به نظر شما در كدام مدار جریان بیشتری ایجاد می ‏شود؟ شدت روشنایی كدام لامپ كمتر است؟

همان طور كه دیدید هر دو لامپ به یك میزان روشن می‌شوند‌، اما روشنایی آن ها از حالت استاندارد كمتر است. در حقیقت، كل نور حاصل از دو لامپ، از نور لامپ استاندارد كمتر است. طول عمر باتری در این شرایط، به علت كم بودن جریان گرفته شده از آن، بیشتر از حالت استاندارد خواهد بود. از این مشاهده نتیجه می گیریم كه مقاومت دو لامپ سری بیشتر از یك لامپ می‌باشد.

نكته مهم این است كه شدت روشنایی هر دو لامپ سری یكسان است، یعنی جریان عبوری از هر دو لامپ برابر می‌باشد. بار الكتریكی (جریان) در مدار مصرف نمی‌شود (بنا به قانون بقای بار)، بلكه به همان میزان كه بار از یك طرف باتری خارج می‌شود، به طرف دیگر باتری وارد می‌شود.

آنچه كه به طور پیوسته مصرف می‌شود (یا به عبارت دقیقتر تبدیل می‌شود) انرژی است. به دلیل اختلاف پتانسیل باتری، بار ها به طور پیوسته انرژی كسب می‌كنند، این انرژی در مقاومت به انرژی گرمایی و نور تبدیل می‌شود. مقاومت سیم در مقایسه با لامپ

خیلی كم است، به همین دلیل بیشتر انرژی در لامپ تبدیل به نور و گرما می‌شود. در مدار شكل بالا، الكترون ها نصف انرژی شان را در هر لامپ از دست می‌دهند، این موضوع توسط آزمایش نیز تائید می شود، زیرا هر دو لامپ به یك میزان درخشنده می‌باشند.

یكی از معایب ریسه‌های قدیمی این بود كه لامپ ها به شكل سری به هم وصل می‌شدند، در نتیجه هنگامی كه یك لامپ می‌سوخت، تمام لامپ‌ها خاموش می‌شدند. بدتر از آن این بود که برای تشخیص لامپ سوخته، تمام لامپ‌ها باید مورد بازبینی قرار می‌گرفتند.

بعدها این سیستم بهتر شد! در طرح جدید، سر پیچ لامپ‌ها به گونه ای طراحی می شود كه اگر لامپی ‌سوخت آن سرپیچ به طور اتوماتیك اتصال كوتاه ‌شود، بنابراین بقیه لامپ ها روشن می‌ماندند.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی

تنظیم: مریم فروزان کیا