Uzasadnienie:
Zadaniem naszym jest dobranie odpowiednich słów, tak aby utworzyć zdania, które poprawnie opisują przedstawione obwody na rysunkach.
W każdym z obwodów znajdziemy następujące elementy:
- dwie żarówki,
- dwie baterie.
Musimy określić, w jaki sposób elementy te są połączone do obwodu. Rozróżniamy dwa połączenia elementów obwodu:
- szeregowy,
- równoległy.
Zwróćmy uwagę, że w przypadku połączenia szeregowego dwóch elementów każdy elektron przepłynie przez każdy z tych elementów po kolei. Natomiast, w połączeniu równoległym część elektronów przepłynie przez jeden z elementów, a reszta elektronów przepłynie przez drugi z elementów.
Na podstawie powyższego opisu rozważmy więc ruch elektronów w każdej z sytuacji w treści zadania oddzielnie. Pamiętamy, że umowny kierunek prądu jest od plusa do minusa, ale kierunek poruszania się elektronu jest od minusa do plusa.
Załóżmy, że elektrony zaczynają swoją podróż w lewej baterii od bieguna ujemnego. Ujemny ładunek je odpycha, zatem będą się poruszały w stronę drugiej baterii i w wyniku napięcia na baterii zaczną poruszać się dalej w obwodzie. Wszystkie rozważane przez nas elektrony poruszają się przez obie baterie, ponieważ po drodze nie napotykają żadnego rozgałęzienia, zatem wynika z tego, że baterie są połączone szeregowo.
Te same elektrony, po przepłynięciu dwóch baterii, poruszają się dalej, aż napotykają rozgałęzienie po prawej stronie (rozgałęzienie nad prawą żarówką). Część elektronów popłynie w górę obwodu, czyli do żarówki po lewej stronie, a reszta elektronów popłynie w dół obwodu do prawej żarówki. Elektrony te po przepłynięciu przez odpowiednie żarówki spotkają się w rozgałęzieniu na środku obwodu i popłynął dalej do pierwszej i drugiej baterii. Cały ten proces będzie się powtarzał, aż do utraty napięcia na bateriach lub przerwania obwodu.
Skoro część elektronów przepłynie przez jedną żarówkę, a reszta przepłynie przez drugą żarówkę, to oznacza, że żarówki są połączone równolegle.
Załóżmy, że elektrony zaczynają swoją podróż w górnej baterii od bieguna ujemnego, czyli będą się poruszać w stronę dolnej żarówki po lewej stronie. Przepłynął przez nią i dalej będą płynąć do drugiej baterii. Po przepłynięciu przez drugą baterię popłynął dalej w stronę drugiej (górnej) żarówki. Ostatecznie przepłynął przez nią, docierając do baterii, od której rozpoczęły swój ruch. Widzimy, że elektrony przepłynęły przez wszystkie elementy, zatem baterie są połączone szeregowo oraz żarówki są połączone szeregowo.
Odpowiedź:
Na rysunku A baterie są połączone szeregowo/równolegle, natomiast żarówki są połączone szeregowo/równolegle.
Na rysunku B baterie są połączone szeregowo/równolegle, natomiast żarówki są połączone szeregowo/równolegle.
Rafał Guzik
Nauczyciel fizyki
Tutaj pojawi się lista Twoich książek
Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.

