電球の列の遊び方
- テストを選び、カードで電球と電源を読もう。
- 抵抗を足し、I = V ÷ R でただ1つの電流を、V = I·R で各電球の電圧を求めよう。
- 予想を入力してスタートを押そう。電源の電圧が上がり、各電球が自分の電力に応じて点きます。
- 電流計、電圧計、棒グラフをオレンジ色の予想とくらべよう。
直列回路
直列回路では部品が1本の道に次々に並んでいるので、電源を出た電荷はすべての部品を通ります。電流は回路のどこでも同じです。電球はそれぞれ電荷の流れをさまたげるので、抵抗は足し合わされ（R = R₁ + R₂ + …）、電球を増やすと必ず電流が減り、すべての電球が暗くなります。電源の電圧は分かれます。各電球は抵抗に比例した V = I·R を受け持ち、その合計が電源の電圧になります。そのため、電圧の低い飾り電球も、十分な数を直列にすれば家庭の電源で使えます。道が1本しかないことには欠点もあります。1個の電球が切れたり外されたりすると回路が切れ、すべての電球が消えます。
学習に絞ったモデル
電球の抵抗は一定で（本物のフィラメントの抵抗は熱くなると増えます）、導線と計器は理想的で、電流はすぐに一定になります。電源は 2 s かけて 0 から一定の速さで上がり、1 s そのままです。明るさは決まった目盛りで各電球の電力に従います。4 Ω と 2〜5 Ω の電球は 16 W、飾り電球は 0.5 W（2.5 V、0.2 A、12.5 Ω）で最も明るくなります。飾り電球は電圧が 2.5 V をこえた瞬間に切れます（0.05% 以内の電圧は耐えたとみなします）。電子の点は電流に合わせた速さで動き、実際の移動速度ではありません。2%以内の答えは正解、飾り電球はちょうど最少の整数で正解です。