Nissens julelys: serie eller parallel?
I gamle lyskæder gik hele kæden ud, når én pære sprang. Eleverne bygger deres egen lille lyskæde og finder ud af hvorfor. De sammenligner pærer forbundet i serie og i parallel og måler strøm og spænding.
Hvordan lyser pærerne, når de forbindes i serie og i parallel, og hvad sker der, når én pære fjernes?
Det skal I bruge
| Vare | Varenr. | Antal og formål |
|---|---|---|
| Lampeholder (E10) | 310110 | 3 pr. gruppe |
| Glødepære E10 (6,3 V 0,05 A) 100 stk. | 355003 | 3 pr. gruppe |
| Batteri 4,5 V | 313009 | 1 pr. gruppe |
| Miniledninger (10 stk.) | 310010 | 1 pakke pr. gruppe |
| Krokodilleklemmer (50 stk.) | 310000 | Til ekstra forbindelser |
| Multimeter, digitalt, autorange | 351000 | 1 pr. gruppe |
| Strøm- og spændingssensor, trådløs (PASCO PS-4254) | PS-4254 | Til at måle strøm og spænding |
| Modulære kredsløb: grundsæt | EM-3535 | Alternativ til lampeholdere |
Andet udstyr: pap og farver til at pynte lyskæden; skema til data.
Sikkerhed
Forsøget bruger kun et 4,5 V batteri og er ufarligt. Lysnettets 230 V må aldrig bruges, og rigtige lyskæder må ikke skilles ad.
Sådan gør I
- Forbind én pære til batteriet og læg mærke til, hvor kraftigt den lyser.
- Forbind tre pærer i serie, så strømmen løber gennem den ene pære efter den anden.
- Sammenlign lysstyrken med én pære og skru én pære ud. Hvad sker der med de andre?
- Forbind de tre pærer parallelt, så hver pære har sin egen forbindelse til batteriet.
- Sammenlign lysstyrken og skru igen én pære ud.
- Mål spændingen over hver pære og den samlede strøm i begge kredsløb og notér i skemaet.
Med PASCO-sensor
Med den trådløse strøm- og spændingssensor (PS-4254) måler eleverne strøm og spænding samtidig og ser, at spændingen deles mellem pærerne i serie. I parallel får hver pære hele batterispændingen, og den samlede strøm bliver større. PASCO's modulære kredsløb (EM-3535) gør det let at bygge og ændre kredsløbene.
Hvad sker der?
I en seriekobling løber den samme strøm gennem alle pærer, og batteriets spænding deles mellem dem. Hver pære får derfor mindre spænding og lyser svagere. Går én pære i stykker, bliver kredsløbet afbrudt, og alle slukker.
I en parallelkobling får hver pære hele batteriets spænding og sin egen vej for strømmen. Pærerne lyser lige så kraftigt som én alene, og de andre bliver ved med at lyse, hvis én fjernes. Til gengæld bruger kredsløbet mere strøm, og batteriet bliver hurtigere fladt.
Spørgsmål til eftertanke
- Hvilken kobling lyste kraftigst?
- Hvad skete der, da I skruede en pære ud i hver kobling?
- Hvilken kobling tømmer batteriet hurtigst, og hvorfor?
- Hvordan tror I, lyskæderne i jeres egne hjem er koblet?
Til læreren
Med 6,3 V-pærer på et 4,5 V-batteri lyser tre pærer i serie kun svagt, mens de lyser tydeligt i parallel. Brug ikke 1,5 V-pærer i parallelforsøget, da de kan brænde over.
Mange moderne LED-lyskæder er koblet i grupper, så kun en del af kæden slukker, hvis en diode svigter. Det kan bruges som udvidelse for de dygtigste.
Vejledningen er udarbejdet af LabDidakt. Læreren skal altid selv vurdere sikkerheden ved forsøget i sin klasse og følge skolens retningslinjer og sikkerhedsdatabladene for de kemikalier, der bruges.
