Batteritårn: at lægge spændinger sammen

Et pædagogisk simulationsspil. Skub batterier ind i en holder, aflæs voltmeteret, og tænd en pære. Forudsig spændingen fra batterier efter hinanden, med ét vendt om og ved siden af hinanden, den energi et batteri giver den ladning, det flytter, og færrest mulige batterier til 9 V.

SpændingBatterier i serie

BATTERITÅRN

En stabel på fire

Klar
Slå JavaScript til for at stable batterierne. Vejledningen og det gennemregnede eksempel kan stadig læses.
Strøm I, fra + til −Elektroner (−), den modsatte vejLedningerDin forudsigelse
SpændingV = ΣV_cell, W = Q·V

Tid

0.00 s

t

Voltmeter

— V

V

Strøm i pæren

— A

I = V ÷ R

Pærens effekt

— W

P = V·I

Flyttet ladning

— C

Q = I·t

Forudsig, før du starter

Skriv din forudsigelse for at gøre klar. Start er slået fra, indtil der er et svar.

Forudsig spændingerne og energien.

Missionspoint—

Hvert svar skal være inden for 2 %, og antallet af batterier skal være helt præcist: hvert giver 100 point. Rigtigt i første forsøg giver 50 ekstra. Et forsøg tæller, så snart det starter.

✓ Rigtigt svar① I første forsøg

Sådan spiller du Batteritårn

  1. Vælg en test, og læs på kortet, hvilke batterier der er med, og hvordan de sidder.
  2. Læg spændinger efter hinanden sammen, træk et vendt batteri fra, tag spændingen fra ét, når de sidder ved siden af hinanden, og brug W = Q·V for energien.
  3. Skriv din forudsigelse, og tryk Start. Batterierne glider ind, voltmeteret viser, og kontakten lukkes.
  4. Sammenlign voltmeteret, pæren og trappen med din orange forudsigelse.

Spænding og batterier

Et batteri løfter hver coulomb ladning, der går igennem det, op til et højere potential, lige så meget som dets spænding: et batteri på 1,5 V giver hver coulomb 1,5 J. Sætter du batterier efter hinanden, hver pluspol mod minuspolen på det næste, lægges løftene sammen som trinene på en trappe; derfor kører en lommelygte med fire batterier på 1,5 V på 6 V. Vender du ét batteri om, bliver det et trin ned, der ophæver et af de andre. Sætter du ens batterier ved siden af hinanden, forbinder de alle de samme to punkter, så spændingen forbliver den fra ét batteri, selv om de kan holde strømmen i gang længere. Et batteris spænding fortæller, hvor meget energi det giver den ladning, det flytter: W = Q·V, så et batteri på 9 V giver hver coulomb 9 J. Batterier findes kun hele, så for at nå en spænding runder du op til det næste batteri.

En afgrænset læringsmodel

Batterierne er ideelle, uden indre modstand, så deres spænding ændrer sig ikke med strømmen; ledningerne er ideelle, voltmeteret tager ingen strøm, og pæren er en fast modstand. Batterierne klikker ind i holderen ét efter ét i løbet af 2 s og tæller, når de sidder helt inde; kontakten lukkes ved 2,5 s, og strømmen er straks konstant. I energitesten er kontakten lukket fra 1 s til 3 s, med 0,25 A. Pæren lyser i takt med sin effekt. Elektronprikkerne bevæger sig med en fart, der følger strømmen, ikke med den virkelige driftfart, som er langt lavere. Svar inden for 2 % er rigtige; antallet af batterier skal være præcist.

Når du skifter sprog, bevares forsøget, forudsigelsen, forsøgene og forløbet.