Свободна лаборатория · 12–16 години

Работилница за вериги

Батерии, крушки, ключове и уреди – сглоби ги както искаш. Първо предскажи какво ще стане, после провери в работилницата.

Крушката свети само в затворен контур

Ток тече само по затворен път от единия полюс на батерията през крушката до другия. Прекъснеш ли пътя където и да е – отворен ключ, развита крушка – токът спира навсякъде едновременно. Затова ключът гаси крушката и когато е „след“ нея, откъм „−“.

Последователно и успоредно

  • Последователно (една след друга): токът има един път и е един и същ навсякъде. Крушките си делят напрежението на батериите – всяка нова свети по-слабо, а изгори ли една, угасват всички.
  • Успоредно (една до друга): всяка крушка получава цялото напрежение и свети като една-единствена. Всяка нова крушка е нов път и добавя своя ток – общият ток през батерията расте.
  • На разклонение токът не се дели наполовина: клонът с по-малко съпротивление взима повече ток.

Батериите: в редица, обърнати, една до друга

Батерии в редица „плюс към минус“ събират напреженията си: 3 батерии по 1,5 V дават 4,5 V. Обърната батерия изважда своите 1,5 V. Еднакви батерии една до друга дават 1,5 V, а токът се дели между тях.

Не свързвай една до друга различни или обърнати батерии: между тях тече голям ток и те се нагряват.

Ключ, превключвател и стълбището

Превключвателят свързва общия си извод или със страна A, или със страна B. С два превключвателя и два проводника между тях една лампа се пали и гаси от двата края на стълбището: всяко превключване сменя състоянието ѝ.

Предпазителят и късото съединение

Проводник направо между полюсите на батерията е късо съединение: нищо не ограничава тока. В истинска верига батерията и проводниците се нагряват силно – това може да изгори пръстите или да предизвика пожар.

Докато е цял, предпазителят е като проводник и не намалява тока. Стане ли токът по-голям от номиналния му, той се стопява и прекъсва веригата – точно това е работата му.

Загадката на моста

Свържи четири еднакви крушки в квадрат и пета между средните точки. Петата не свети, макар да е свързана: двата ѝ края са на едно и също напрежение, а без разлика в напрежението няма ток. Смени едно рамо с резистор с друга стойност и тя светва.

Какво е опростено

  • Батериите са идеални. Знаеш ли, че… в истинска верига с много успоредни крушки напрежението на батерията леко пада и всички малко потъмняват?
  • Нишката на крушката има постоянно съпротивление; истинската студена нишка има по-малко.
  • Крушката изгаря, ако мощността ѝ е поне два пъти над нормалната за 0,3 s, а предпазителят – веднага. Това са правила на играта.

Само с батерии

Тук работим само с батерии – най-много 12 V. Токът от контакта (230 V) е опасен за живота: може да спре дишането и сърцето. Стълбищното осветление, контактите и предпазителите вкъщи се монтират и поправят само от електротехник. Никога не отваряй контакт, разклонител или ключ за осветление.

Изгорял предпазител вкъщи не се заменя с жица или с по-голям предпазител. Той е изгорял, защото токът е бил твърде голям – първо се търси причината. Опитите вкъщи – само с обикновени батерии 1,5 V и крушки за фенерче, под надзор, без литиеви батерии и акумулатори.

Вдъхновено от класически учебни опити с вериги.