جواب فعالیت ۲-۵ صفحه ۵۵ فیزیک (2) - تجربی

الف) اندازه‌گیری مقاومت با اهم‌متر

ابتدا اهم‌متر را روی بازهٔ مناسب تنظیم می‌کنم و دو سر آن را به دو سر رشتهٔ سیم داخل لامپ وصل می‌کنم، همان‌طور که در شکل دیده می‌شود. لامپ در این حالت خاموش است و به مدار برق وصل نیست. عددی که روی صفحهٔ دستگاه دیده می‌شود، ۰٫۳۸ است. چون دستگاه روی بازهٔ کیلواُهم تنظیم شده، این مقدار برابر است با:

\[R_{اندازه‌گیری‌شده} = 0/38\,k\Omega = 380\,\Omega\]

(این عدد نمونه است و اندازه‌گیری شما ممکن است کمی فرق کند.)

ب) محاسبهٔ مقاومت در حالت روشن

مشخصات روی لامپ را می‌خوانم: توان \(P = 100\,W\) و ولتاژ کاری \(V = 220\,V\). با استفاده از رابطهٔ \(P_{مصرفی} = V^2/R\) داریم:

\[R = \frac{V^2}{P} = \frac{(220\,V)^2}{100\,W} = \frac{48400}{100}\,\Omega = 484\,\Omega\]

پ) چرا دو مقدار با هم فرق دارند؟

مقدار ۳۸۰ اهم که با اهم‌متر اندازه گرفتم، مقاومت رشتهٔ سیم در حالت خاموش و سرد است. مقدار ۴۸۴ اهم، مقاومت رشتهٔ سیم در حالت روشن است. وقتی لامپ روشن می‌شود، جریان از رشتهٔ سیم می‌گذرد و رشته داغ و حتی سفیدگرم می‌شود. با بالا رفتن دمای رشته، مقاومت آن بیشتر می‌شود. همچنین اهم‌متر با یک ولتاژ کوچک خودش اندازه می‌گیرد، در حالی که محاسبهٔ بالا با ولتاژ کاری ۲۲۰ ولت انجام شده است.

نتیجه: مقاومت رشتهٔ لامپ در حالت روشن (حدود ۴۸۴ اهم) بزرگ‌تر از مقاومت آن در حالت سرد (حدود ۳۸۰ اهم) است. این نتیجه را پس از بحث گروهی در کلاس گزارش می‌دهم.