非線形抵抗

部品と材料

• 電卓（または算術を行うための鉛筆と紙）
• 6ボルトバッテリー
• 低電圧白熱灯（Radio Shackカタログ番号272-1130または同等品）

相互参照

電気回路の教訓 、第1巻、第2章：「オームの法則」

学習目標

• 電圧計の使用
• 電流計の使用
• 抵抗計の使用
• オームの法則の使用
• 一部の抵抗が不安定であることに気づきました！
• 科学的方法

回路図

イラスト

手順

マルチメータでランプの抵抗を測定します。この抵抗値は、ランプ内部の薄い金属の「フィラメント」によるものです。

ジャンパー線よりもかなり抵抗が大きくなりますが、前回の実験のどの抵抗よりも抵抗が小さくなります。将来の使用のために、この抵抗値を記録します。 1つのバッテリー、1つのランプ回路を構築します。

マルチメータを適切な電圧範囲に設定し、ランプがオンになっている（点灯している）ときのランプの両端の電圧を測定します。この電圧値を、以前に測定した抵抗値と一緒に記録します。

マルチメータを利用可能な最大電流範囲に設定します。回路を遮断し、その遮断内に電流計を接続すると、バッテリーとランプと直列に回路の一部になります。

最適な電流範囲を選択します。メーターをオーバーレンジせずに、メーターの表示が最も強いものを選択します。もちろん、マルチメータがオートレンジである場合は、範囲の設定を気にする必要はありません。

この電流値を、以前に記録した抵抗値と電圧値とともに記録します。電圧と抵抗の測定値を取得し、オームの法則の式を使用して回路電流を計算します。この計算された数値を回路電流の測定された数値と比較します：

あなたが見つけなければならないのは、測定された電流と計算された電流の顕著な違いです：計算された数値ははるか 大きい。どうしてこれなの？さらに面白くするために、今度は別のモデルのメーターを使用して、ランプの抵抗をもう一度測定してみてください。

メーターの外側の電圧が抵抗測定に干渉するため、抵抗の読み取り値を取得するには、ランプをバッテリー回路から切り離す必要があります。これは覚えておくべき一般的なルールです。電源が入っていないでのみ抵抗を測定します。 コンポーネント！

別の抵抗計を使用すると、ランプはおそらく別の抵抗値として登録されます。通常、アナログメーターはデジタルメーターよりも高いランプ抵抗値を示します。

この動作は、前回の実験の抵抗器の動作とは大きく異なります。どうして？ランプフィラメントの抵抗に影響を与える可能性のある要因は何ですか。また、これらの要因は、点灯状態と非点灯状態の間、またはさまざまなタイプのメーターで行われた抵抗測定値の間でどのように異なる可能性がありますか？

この問題は、科学的方法を適用するための優れたテストケースです。ランプの抵抗が点灯状態と非点灯状態の間で変化する考えられる理由を考えたら、他の手段によって引き起こされたものを再現してみてください。

たとえば、ランプが光にさらされると抵抗が変化する可能性があり（点灯している場合はそれ自体の光）、これが測定された回路電流と計算された回路電流の違いを説明していると思われる場合は、ランプを外部光源にさらしてみてくださいその抵抗を測定しながら。光への曝露の結果としての実質的な抵抗の変化を測定する場合、あなたの仮説にはいくつかの証拠があります。

そうでない場合は、仮説が偽造されており、回路電流の変化の原因は別の原因である必要があります。