गरम फ़िलामेंट कैसे खेलें
- एक परीक्षण चुनो और कार्ड पर धातु, उसका प्रतिरोध और तापमान पढ़ो।
- R = R₀·(1 + α·(T − T₀)) लगाओ, या उससे T निकालो; बल्ब के लिए धाराओं V ÷ R की तुलना करो।
- अपना अनुमान लिखो और शुरू दबाओ। कुंडली गरम होती है, मीटर साथ चलते हैं और फ़िलामेंट चमकता है।
- मीटरों और ग्राफ़ की तुलना अपने नारंगी अनुमान से करो।
तापमान के साथ प्रतिरोध बढ़ता है
धातु में धारा उन इलेक्ट्रॉनों से बनती है जो जाली के काँपते परमाणुओं के बीच से अपवाह करते हैं। धातु को गरम करो तो परमाणु और ज़ोर से काँपते हैं, इलेक्ट्रॉन ज़्यादा बार टकराते हैं और प्रतिरोध बढ़ता है। एक सीमित दायरे में यह वृद्धि लगभग सीधी रेखा है: R = R₀·(1 + α·(T − T₀)), जहाँ α बताता है कि हर डिग्री पर R कितने भाग बढ़ता है। ताँबे के लिए α लगभग 0.4% प्रति डिग्री है, इसलिए 50 °C ज़्यादा गरम कुंडली का प्रतिरोध लगभग 20% ज़्यादा होता है। बल्ब का फ़िलामेंट लगभग 2500 °C पर चलता है, इसलिए उसका प्रतिरोध ठंडे से लगभग बारह गुना होता है; ठंडा जलाने पर पहले पल में वह धारा का उछाल लेता है। सूत्र को उलट दो तो धातु थर्मामीटर बन जाती है: 0 °C पर 100 Ω वाला Pt100 प्लैटिनम सेंसर प्रयोगशालाओं और कारख़ानों में अपने प्रतिरोध से तापमान पढ़ता है।
एक केंद्रित सीखने का मॉडल
प्रतिरोध रैखिक मॉडल R = R₀·(1 + α·(T − T₀)) का पालन करता है, जिसमें 20 °C से ताँबे के लिए α = 0.00393 /°C और टंगस्टन के लिए α = 0.0045 /°C, और 0 °C से प्लैटिनम के लिए α = 0.00385 /°C है। असली टंगस्टन ऊँचे तापमान पर ऊपर की ओर मुड़ता है, इसलिए असली फ़िलामेंट का गरम प्रतिरोध इस मॉडल से कुछ ज़्यादा होता है। कुंडली 2 s तक धीरे-धीरे गरम होती है और 1 s रुकती है; असली बल्ब लगभग एक सेकंड के दसवें हिस्से में गरम हो जाता है। मीटर और थर्मामीटर आदर्श हैं, और बल्ब 230 V पर चलता है। 2% के भीतर के उत्तर सही हैं।