2019-11-13
Для определения потенциала зажигания неоновой лампы была собрана установка, схема которой приведена на рисунке. Если установку включить в сеть переменного
тока и перемещать ползунок потенциометра, постепенно увеличивая подаваемое на лампу напряжение, она загорится в тот момент, когда вольтметр (электромагнитной системы) покажет 50 в. Если же опыт повторить на постоянном токе, то лампочка вспыхивает, когда стрелка вольтметра стоит около цифры 70 в.
Каков же потенциал зажигания неоновой лампы на самом деле?
Решение:
В цепи переменного тока на концах любого участка цепи напряжение меняется по абсолютной величине 100 раз в секунду от нуля до некоторого максимального значения, называемого амплитудным. Вольтметр электромагнитной системы, включенный параллельно этому участку, покажет некоторое промежуточное напряжение, называемое действующим или эффективным. Амплитудное напряжение в $\sqrt{2} = 1,41 \cdots$ раз превышает действующее. Если, например, вольтметр электромагнитной системы показывает 50 в, это означает, что в отдельные моменты времени напряжение достигает $50 \cdot 1,41 \cdots$, то есть около 70 в, при котором зажигается лампа на постоянном токе. Поэтому никакого противоречия в опытах нет.
Этот простой и легко осуществимый в школьных условиях эксперимент полезно показать на уроке - он сильно облегчит учащимся понимание соотношения между эффективным и амплитудным напряжением в цепи переменного тока.