Elektroskop - video

Elektroskop

Električni naboj elektrona nazivamo elementarnim nabojem. Električni naboj protona po iznosu je jednak naboju elektrona, ali je suprotnog predznaka. U električki neutralnom atomu jednak je broj protona i elektrona. Materija oko nas uglavnom je električki neutralna, atomi su neutralni. Jednak je broj protona u jezgri i elektrona u elektronskom omotaču.

Kako utvrditi je li neko tijelo elektrizirano? Elektroskop je naprava pomoću koje možemo utvrditi nazočnost naboja na nekom tijelu. Sastoji se od metalnog kućišta, metalne šipke provučene kroz izolator i na šipku postavljene pomične kazaljke. Na kraju šipke koja je izvan kućišta postavljena je metalna kugla ili pločica. Ako metalnu kuglu kratko dotaknemo elektriziranim tijelom, u ovom slučaju plastičnim štapom kojega smo elektrizirali s pomoću vunene krpe, i sama kugla postaje elektrizirana. Naboj se dalje prenosi na lako pokretljivu kazaljku, koja se otkloni. Ako nakon toga pločicu elektroskopa dotaknemo prstima ili tkaninom kojom smo elektrizirali plastični štap, njegova kazaljka se prikolni. Isto se dogodi ako naelektrizirano tijelo samo dovedemo u blizinu metalne kugle elektroskopa. Ako na elektroskop postavimo mjernu ljestvicu, elektroskop postaje elektrometar.

Izradi svoj elektroskop

Faradayev kavez - video

Faradayev kavez i prijemnik

Faradayev kavez je zatvorena metalna mreža ili metalni oklop koji štiti predmete ili ljude u svojoj unutrašnjosti od djelovanja električnih polja. Električni naboj doveden na kavez uvijek se razmješta na njegovoj površini tako da je unutarnje električno polje uvijek jednako nuli bez obzira na polja i naboje izvan kaveza. U kavez ne prodiru ni radiovalovi. Koristi se za zaštitu u laboratorijima i industriji, a neki od primjera Faradayeva kaveza u svakodnevnom životu su vlakovi, avioni, automobili, operacijske sale i sl. Izumio ga je Michael Faraday 1863.godine.

Faradayev kavez i kuglica na koncu - video

Faradayev kavez i kuglica na koncu

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• kuglica od bazgove srčike na nosaču
• kavez od žičane mreže
• vunena tkanina
• polivinilni štap

Zašto naboj u metalnom kućištu ne osjeća električno polje izvan njega?

Lagana kuglica od bazgove srčike ovješena je o nit konca. Polivinilni štap natrljamo vunenom tkaninom pri čemu dolazi do razdvajanja naboja. Na polivinilnom štapu imamo većinski pozitivne naboje, a na vunenoj tkanini negativne naboje. Primaknemo li neutralnoj kuglici polivinilni elektrizirani štap, on će kuglicu privući. Zbog električne influencije, kod približavanja pozitivno nabijenog štapa pokretljivi elektroni na površini kuglice primiču se bliže pozitivnom štapu. U trenutku dodira elektroni prelaze na štap. Ovješenu kuglicu pokrijemo žičanim kavezom i pazimo da kuglica ne dodiruje mrežu. Kada se kuglica nalazi u Faradayevom kavezu, kuglica ne osjeća djelovanje električnog polja polivinilnog štapa.

Zašto kuglica ne osjeća električno polje štapa?

Naboji metala od kojeg je građen kavez se u električnom polju štapa i kuglice raspoređuju tako da djeluju kao štit koji onemogućuje prodor električnog polja u unutrašnjost kaveza. Kavez ne mora biti zatvoren odozgo, učinak se primjećuje i kada je mreža cilindričnoga oblika, dovoljne visine.

Što demonstrira pokus?

Pokus demonstrira načelo na kojem se zasniva zaštita osjetljivih mjernih instrumenata od vanjskih električnih polja metalnim kućištem. Zgrade građene od armiranoga betona primjer su Faradayeva kaveza.

Znaš li da...

• udari li grom u Faradayev kavez (automobili ili zrakoplov), osobe unutar njega ostaju sigurne?
• gromobran ima funkciju stvaranja Faradayeva kaveza oko štićenog objekta, a ne „privlačenja groma“?
• unutar šuplje kugle ili kaveza nema električnog polja?
• su osobe izvan kaveza sigurne ako se unutar njega ili na njegovoj površini dogodi električno pražnjenje?

Wimshurstov elektrostatski stroj - video

Wimshurstov elektrostatski stroj

Wimshurstov elektrostatski stroj je elektrostatski uređaj za generiranje visokih napona. Izumio ga je James Wimshurst. Wimshurstov stroj je elektrostatski generator koji koristi postojeći električni naboj za generiranje više naboja putem elektrostatske indukcije.

Električni naboj u vodiču - video

Električni naboj u vodiču

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• Wimshurstov elektrostatski stroj
• šuplja metalna kugla
• elektroskop

Šuplju metalnu kuglu nabijemo dodirom s nabijenim Wimshurstovim strojem. Što se dogodilo s nabojima tijekom nabijanja ? Možemo li pomoću elektroskopa ispitati kako je električni naboj raspodijeljen po kugli? Što će se dogoditi ako unutrašnji dio šuplje kugle "približimo" priključnoj elektrodi elektroskopa ? Jeste li očekivali ovakav ishod ? Zašto elektroskop ne pokazuju otklon ? Što to znači ? Ako u unutrašnjosti šuplje kugle nema naboja, gdje su naboji koje smo nabijanjem doveli na kuglu ? Možemo li šuplje kugle i elektroskopa ispitati jesu li se naboji zaista rasporedili po površini kugle ? Što će se dogoditi ako vanjskom površinom šuplje kugle "dotaknemo” priključnu elektrodu elektroskopa ? Jeste li očekivali otklon kazaljke elektroskopa ?


Električni naboj doveden na metalnu kuglu rasporedio se čitav po njezinoj površini. U unutrašnjosti kugle nema naboja. Uzrok ove pojave jest u tome što se svi slobodni nosioci naboja u vodiču (elektroni) međusobno odbijaju i nastoje se što više udaljiti jedan od drugoga. Rezulat pokusa bio isti ako bi se upotrijebila puna metalna kugla ili puni vodič bilo kakva oblika kada bi se kušalicom mogle ispitati njihove unutrašnjosti.

Zaključak pokusa

Zaključak pokusa se može protumačiti i pomoću učinka Faradayeva kaveza. Već i žičana mreža predstavlja zaklon za električno polje, a pogotovo će to onda biti površina krutine-metala. Zato i ovaj pokus demonstrira načelo na kojem se zasniva zaštita osjetljivih mjernih instrumenata od vanjskih električnih polja metalnim kućištem.

Ionizacija - video

Ionizacija

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• Wimshurstov elektrostatski stroj
• pločasti kondenzator
• upaljač i svijeća
• metalne štipaljke
• elektroskop
• vodiči

Ionizacija je proces pretvaranja neutralnih atoma ili molekula u ione. Rendgenske, ultraljubičaste zrake i elementarne čestice visokih energija mogu elektronu vezanom u atomu predati dovoljnu energiju za napuštanje atoma i tako nastaju pozitivni ioni. Najmanja energija potrebna da se jedan elektron izdvoji iz atoma zove se energija ionizacije. Elektron nakon emisije iz atoma može neko vrijeme ostati slobodan, a može se spojiti s neutralnim atomom ili već postojećim pozitivnim ionom (rekombinacija). Vjerojatnost da neutralni atom uhvati elektron i tako postane negativni ion manja je od emisije elektrona iz atoma. Ioni stvoreni u nekom plinu brzo se rekombiniraju i plin prelazi u neutralno stanje. Ako je plin u električnom polju, onda se nastali ioni gibaju prema elektrodama. To je struja ionizacije.

Jednu ploču kondenzatora uzemljimo, a drugu spojimo izravno s elektroskopom i Wimshurstovim strojem. Ploče su razmaknute oko 10 cm. Wimshurstovim strojem nabijemo elektroskop, njegova kazaljka pokazuje otklon. Što očekujete da će se dogoditi kada među ploče kondenzatora prinesemo upaljenu svijeću? Zašto se listići elektroskopa sklope? Što je uzrokovalo izbijanje elektroskopa? Što je među pločama kondenzatora prije nego prinesemo plamen? Je li zrak izolator ili vodič? Kada je postao vodljiv? Što je stvoreno plamenom? Što se događa s molekulama plina kada se temperatura poveća? Što se u sudarima molekula može dogoditi? Kako se ponašaju nastali ioni u električnom polju kondenzatora?


Zrak među pločama kondenzatora, koji je u normalnom stanju izolator, postao je vodljiv pod utjecajem vrućih plinova plamena. Molekule plina sudarima se ioniziraju, nastali ioni izbijaju elektroskop.
Inačicu pokusa moguće je izvesti pomoću Van de Grafovog elektrostatskog stroja:

• Ionizacija - inačica pokusa

Električni vjetar - video

Električni vjetar

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• Wimshurstov elektrostatski stroj
• Upaljač i svijeća

Na početku izvođenja pokusa, potrebno je dobro nabiti Wimshurstov stroj. Kada je Wimshurstov stroj nabijen, jednoj elektriziranoj kugli se prinese svijeća. Plamen svijeće se odmaknuo od kugle kao da ga je otpuhnuo vjetar.

Zašto se to događa?

Čestice iz zraka, koje dolaze u dodir s vodičem, elektriziraju se istim nabojem pa se od njega odbijaju. Tako se uspostavlja tzv. električni vjetar (elektrostatički tlak).

Gdje je tu fizika?

Izolatori posjeduju vrlo malu količinu naboja pa kada se nađu u jakom električnom polju šiljka nekoga vodiča, tvore zračnu struju - električni vjetar jer je, zbog male površine šiljka, elektrostatički tlak iznimno velik). Učinak šiljka iskoristio je Benjamin Franklin za izradbu uzemljenog gromobrana kroz koji se naboj oblaka potpuno isprazni.

Znaš li da...

• Wimshurstovim strojem treba oprezno rukovati jer se njime generiraju visoki naponi pa se prije izbijanja ne smiju dodirivati metalni dijelovi
• je elektrostatički tlak razlog povećavanja obujma mjehura od sapunice

Termoelektronska struja - video

Termoelektronska struja

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• Wimshurstov elektrostatski stroj
• produžni kabel s prekidačem
• žarulja na postolju
• metalne štipaljke
• elektroskop
• staniol
• vodiči

Kako izvesti pokus?

Spojne vodove žarulje spojimo na priključke produžnog kabela. PREKIDAČ KABELA ISKLJUČIMO I TEK ONDA SPOJ PRIKLJUČUJEMO NA NAPON GRADSKE MREŽE! Na gornji dio staklenog balona žarulje omotamo kapicu od staniola pa je metalnom štipaljkom i žicom spojimo s elektroskopom. Pozitivnu elektrodu Wimshurstovog elektrostatskog stroja također spojimo sa elektroskopom. Ručicu Wimshurstovog stroja polako vrtimo u smjeru kazaljke na satu. Kazaljka elektroskopa počinje pokazivati otklon. Pričekamo da se kazaljka umiri. Uključimo prekidač i žarulja zasvijetli. Zašto se otklon kazaljke elektroskopa smanjio? Kako je elektroskop bio nabijen prije nego što smo upalili žarulju? Što to znači? Gdje je nastao negativan naboj? Iz užarene niti žarulje izlaze elektroni i neutraliziraju pozitivno nabijen staniol.

Elektroliza vode - video

Elektroliza vode

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• izvor istosmjernoga napona 6 V / 12 V
• Hoffmanov aparat na stalku
• miliampermetar mjernog područja 600 mA
• zaporni sat
• vodiči

Hoffmanov aparat se sastoji od tri staklene cijevi, spojene na donjem dijelu. Dvije bočne cijevi imaju pipke kojima se mogu zatvoriti pri vrhu, a srednja je otvorena. Aparat je ispunjen vodom u kojoj se nalazi mali postotak sulfatne kiseline. Sulfatna kiselina je katalizator elektrolize vode, ona ju pospješuje, ali u njoj ne sudjeluje. U unutrašnjosti bočnih staklenih cijevi aparata nalazi se po jedna, platinom presvučena, elektroda, pozitivna anoda i negativna katoda. One su serijski spojene s izvorom struje i prekidačem. Prekidačem se zatvori strujni krug i započinje elektroliza vode, a na elektrodama se izlučuju kisik i vodik. Moguće je uočiti mjehurić koji se stvara na elektrodama. Kako bi se produkti elektrolize zadržali na vrhu staklenih cijevi potrebno je zatvoriti pipke. Nakon što je Hoffmanov aparat izvjesno vrijeme uključen (sa zatvorenim pipcima), pri vrhu bočnih staklenih cijevi izluči se određena količina plina. Nakon isključivanja aparata i analize izlučenih plinova očekujemo da bi se u staklenoj cijevi s anodom trebalo izlučilo dvostruko manje plina nego u cijevi s katodom.

Masa elektrolizom izlučene tvari jest razmjerna naboju koji sudjeluje u elektrolizi. Prisjetimo se definicije: električna struja je brojčano jednaka količini naboja koja prolazi vodičem u svakoj sekundi. Postavlja se pitanje: kako mjeriti količinu naboja koja sudjeluje u procesu elektrolize? Količina naboja se određuje posredno, mjereći struju i vrijeme trajanja elektrolize (Q=It).

Da bi se ovjerio navedeni zakon promatra se elektrolizu vode strujom I, a zatim dvostruko većom strujom 2I. Obje elektrolize će trajati jednako dugo, nakon čega se izmjere obujmi izlučenih plinova. Prvu vrijednost struje definiramo izvorom od 6 V. Serijski s Hoffmanovim aparatom spoji se miliampermetar. U tablicu se upiše vrijednost struje. Zatim se ponovi postupak s izvorom od 12 V. Masa izlučenoga plina je veća što je veći obujam plina. Iz pokusa se zaključuje da je obujam plina to veći što je veća količina naboja. Time se ovjerava Faradayev zakon o naboju koji prolazi strujnim krugom.

Zaključci o masama izlučenih plinova se izvode posredno, mjereći zapravo njihove obujme.

Termoelektricitet - video

Termoelektricitet

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• dvije zavarene žice od različitih metala u keramičkim cjevčicama
• upaljač ili špiritijera
• metalne štipaljke
• galvanometar
• vodiči

Žice od različitih metala spojimo uvijanjem na jednom kraju. Slobodne krajeve žica priključimo na galvanometar. Instrument ne pokazuje otklon. Spojište metala zagrijavamo. Što pokazuje galvanometar? Što to znači? Zašto se javlja struja? Što je razlog pojave razlike potencijala? Kako se struja mijenja s daljnjim zagrijavanjem? Pojava napona zagrijavanjem spojišta dvaju metala naziva se termoelektrični efekt. Napon odnosno struja u krugu ovise o vrsti metala te o razlici temperatura između spojenih i slobodnih krajeva žica. Ako zagrijavamo spojište dviju žica od istoga materijala, neće nastati struja.

U ovom pokusu mogu se upotrijebiti kombinacije žica od npr. željeza - cekasa, čelika - konstantana i druge. Pokus se ilustrira načelo termoelementa (termočlanka) koji se upotrebljava za mjerenje visokih temperatura (termoelektrični pirometar). Termoelektrični efekt je posljedica različitih potencijalnih barijera metala i povećanja kinetičke energije elektrona u metalima zbog zagrijavanja. Termoelektrični efekt se po svojem pronalazaču naziva i Seebeckovim efektom. T. J. Seebeck otkrio je postojanje magnetnog polja oko grijanog spojišta različitih metala, no pogrešno je pretpostavio da je magnetno polje izravna posljedica razlike temperatura. Inačica ovog pokusa može se izvesti s magnetnom iglom pokraj termočlanka.

Tinjalica - video

Tinjalica

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• izvor istosmjernog napona s regulatorom
• tinjalica poznatog napona paljenja
• ampermetar mjernog područja 1 mA
• Voltmetar mjernog područja 250 V
• prekidač
• vodiči

Spojimo strujni krug kao na slici. Regulatorom povećavamo napon u strujnom krugu. Što opažate? Kolika je struja u strujnom krugu prije nego tinjalica zatinja? Što to znači? Kada je struja postala veća od nule? Koliki je bio napon kad je tinjalica zatinjala? Kako plinovi provode struju? Tinjalica ne vodi struju dok napon ne postane jednak naponu paljenja. Tada započinje tinjavi izboj.

Unutarnji otpor izvora - video

Unutarnji otpor izvora

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• ampermetar mjernog područja 1,5 A
• voltmetar mjernog područja 10 V
• žaruljica nazivnog napona 3,5 V
• baterija od 4,5 V
• prekidač
• vodiči

Spojimo strujni krug kao na slici. Što pokazuje ampermetar? Zašto krugom ne prolazi struja? Što pokazuje voltmetar? Koji je to napon? Kada je sklopka otvorena, u krugu nema struje, a voltmetar pokazuje elektromotorni napon izvora ε. Zatvorimo sklopku. Što se dogodilo? Zašto žaruljica svijetli? Što pokazuje ampermetar? Izvor napona je sada opterećen vanjskim otporom, tj. trošilom. Koliki napon sada pokazuje voltmetar? Usporedite ga s prethodno izmjerenim ε. Zašto je napon U sada manji od ε? Zašto je došlo do pada napona? Razlika elektromotornoga napona i napona opterećene baterije ε - U predstavlja pad napona R_uI do kojeg dolazi na izvoru struje opterećenu vanjskim otporima. Unutarnji otpor R_u izvora struje je obilježje svakog realnog izvora i posljedica je otpornosti materijala od kojih je napravljen izvor.

Napon neopterećenoga izvora ε je elektromotorni napon, a ne elektromotorna sila, kako se ponekad, iz povijesnih razloga, naziva.

Otpor i temperatura - video

Otpor i temperatura

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• Wolframova nit žarulje gradske mreže u “grlu” na stalku
• Žaruljica od 3,5 V
• Baterija od 4,5 V
• Špiritijera, šibice
• Prekidač
• Vodiči

Sastavimo strujni krug kao na slici. Uključimo prekidač. Zašto žaruljica svijetli? Podmetnemo upaljenu špiritijeru pod volframovu nit koja je dio strujnoga kruga. Kako se promijenio sjaj žaruljice? Zašto svijetli slabije? Što to znači? Što možete reći o promjeni struje? O čemu ovisi struja u krugu ako je napon stalan? Pod utjecajem čega je došlo do promjene otpora volframove niti? Kako se zagrijavanjem otpor promijenio? Zagrijavanjem vodiča struja se u krugu smanjeni, odnosno otpor se poveća. Budući da u krugu nije bilo promjene napona, otpor je promijenjen zbog promjene otpornosti volframa i dimenzija vodiča. Otpor vodiča ovisi o temperaturi.

Ako je strujni krug uključen dulje vrijeme prije nego se počne grijati volframova nit, ona će se zagrijati već prolaskom struje (Jouleov zakon). Grijanjem takve niti neće se vidjeti željeni učinak. Zato je potrebno uključiti strujni krug neposredno prije zagrijavanja volframove niti. Volframova nit se može uzeti iz razbijenoga staklenoga balona kućne žarulje snage 200 W. Demonstracija se može izvesti s baterijom od 4,5 V. Ako promjene svijetljenja žaruljice nisu uočljive znači da je otpor takve žaruljice premali. Pokus dobro uspijeva sa žaruljicom od ukrasa za božićni bor koja ima dovoljno velik otpor (oko 7 oma).

Spajanje otpornika - video

Serijski spoj otpornika - video

Paralelan spoj otpornika - video

Spajanje otpornika

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• dva otpornika različitih otpora
• ampermetar mjernog područja 1,5 A
• voltmetar mjernog područja 2,5 V
• baterija od 1,5 V
• prekidač
• vodiči

Određivanje vrijednosti nepoznatih otpora
Sastavi se strujni krug kao na slici 1. Uključi se najprije jedan pa drugi otpornik nepoznatog otpora. Svaki put se izmjeri struja i napon pa se iz Ohmova zakona izračunaju vrijednosti otpora R₁ i R₂.

Serijski spoj otpornika
Sastavi se strujni krug kao na slici 2. Otpornici (npr. 6 Ω i 8 Ω) su spojeni serijski. Izmjeri se napon i struja pa se iz Ohmova zakona (R = U/I) izračuna ukupni otpor R serijskog spoja. Iz relacije za ukupni otpor serijskog spoja otpornika R = R₁+ R₂ izračuna se teorijska vrijednost ukupnoga otpora i usporedi teorijska s eksperimentalnom vrijednosti ukupnoga otpora serijski spojenih otpornika.

Paralelan spoj otpornika
Sastavi se strujni krug kao na slici 3. Otpornici (npr. 6 Ω i 8 Ω) su spojeni paralelno. Izmjeri se napon i struja pa se iz Ohmova zakona izračuna ukupni otpor R paralelnoga spoja.


Iz relacije za ukupni otpor paralelnoga spoja otpornika ¹/_R = ¹/_R1 + ¹/_R2 izračuna se teorijska vrijednost ukupnoga otpora te usporedi teorijska i eksperimentalna vrijednost ukupnoga otpora paralelno spojenih otpornika.

Električni otpor 1 - video

Električni otpor 2 - video

Električni otpor 3 - video

Električni otpor

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• drveni stalak s učvršćenim žicama jednakih duljina i poprečnih presjeka od različitih materijala (npr. željeza, bakra, cekasa) te dodatnom žicom od cekasa većeg poprečnog presjeka od prethodne
• ampermetar postavljen na istosmjerno mjerno područje od 1,5 A
• voltmetar mjernog područja 2,5 V
• baterija od 1,5 V
• prekidač
• vodiči

Sastavimo strujni krug kao na slici. Prije demonstracije na ploči pripremimo tablicu u koju ćemo upisivati podatke.

1. Upotrijebimo samo jednu cekas žicu manjeg poprečnog presjeka. Kada je ona uključena u strujni krug i izabrana stalna struja (manja od polovine mjernoga područja ampermetra), prekinemo kontakt žice na jednom njezinu kraju i uspostavimo kontakt na polovini njezine duljine. Je li se struja promijenila? Kako? Zašto? Kakvu promjenu struje očekujete ako premjestimo kontakt tako da struja prolazi još kraćim dijelom žice? Kako tumačimo to povećanje struje? O čemu ovisi struja? Povećanje struje ukazuje na smanjenje otpora u krugu. Duži vodič ima veći otpor.


2. Upotrijebimo dvije cekas žice jednakih duljina, a različitih poprečnih presjeka. Kad je prva uključena u strujni krug, odredimo vrijednost struje. Premjestimo kontakte na drugu žicu, koja se razlikuje u poprečnom presjeku. Kakva je promjena struje? Zašto? Kako struja ovisi o poprečnom presjeku žice? Žica manjega poprečnoga presjeka pruža veći otpor električnoj struji.


3. Premještamo kontakte s bakrene na željeznu žicu, a zatim na cekas žicu jednakog poprečnog presjeka. Kakva je promjena struje? Usporedite dimenzije žica? Koja žica pruža veći otpor prolasku električne struje? Budući da su žice jednakih dimenzija, promjena struje je posljedica različitih svojstava materijala vodiča koji prolasku struje pružaju različit otpor. Smanjenje struje pri stalnu naponu u krugu ukazuje na povećavanje električnoga otpora. Željezna, a pogotovo žica od cekasa pružaju veći otpor prolasku električne struje. Definiramo otpornost ρ kao fizičku veličinu koja opisuje otpor koji pružaju pojedini materijali prolasku električne struje.

Cekas je legura željeza (20 %), nikla (65 %) i kroma (15 %). Voltmetar služi da bi se ustanovila stalnost napona te kod kvantitativne analize pokusa. Demonstraciju se može izvesti i bez, za tu namjenu posebno izrađenoga stalka za žice ako se žice mogu učvrstiti na drugi način tako da budu pogodne za promatranje u učionici. Stalak za žice je jednostavno napraviti, potrebno je točno izmjeriti duljine žica i učvrstiti na njega priključnice. Ispod svake žice treba pregledno ispisati podatke o njoj: materijal od kojega je napravljena, otpornost, duljinu i poprečni presjek. Ako se ne provodi kvantitativna analiza pokusa, može se umjesto ampermetra upotrijebiti žaruljica. Ako se izvodi kvantitativna analiza demonstracije, posebnu pozornost treba obratiti na preglednost podataka.
Primjer tablice:

Ohmov zakon 1 - video

Ohmov zakon 2 - video

Ohmov zakon

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• izvor napona s regulatorom i voltmetrom
• ampermetar postavljen na izmjenično mjerno područje od 0,6 A
• promjenjivi otpornik 120 Ω
• prekidač
• vodiči

Spojimo strujni krug kao na slici. Prije demonstracije pripremimo tablicu u koju ćemo upisivati podatke.

1. Na promjenjivu otporniku izaberemo stalnu vrijednost otpora od 100 Ω. Kojim veličinama se opisuje strujni krug? Kako možemo ispitati njihov odnos? Regulatorom biramo nekoliko vrijednosti napona (5 V, 10 V, 15 V, 20 V i 25 V) i za svaku odčitamo struju na ampermetru. Kakva je ovisnost struje o naponu kada je otpor stalan? Struja i napon su tada razmjerni.

2. Kako možemo ispitati odnos otpora i struje u strujnom krugu? Što je uzrok električnog otpora? Kakvu ovisnost ovih veličina očekujete? Izaberemo stalan napon izvora od 10 V. Promjenjivim otpornikom izaberemo nekoliko vrijednosti otpora i za svaku vrijednost na ampermetru odčitamo struju. Klizač promjenjivog otpornika nikada ne postavljati na vrijednost od 0 Ω, te ne prelaziti vrijednosti struje veće od 0,6 A! Kakva je ovisnost struje o otporu kada je napon stalan? Struja i otpor su tada obrnuto razmjerni.
   

Kao izvor napona s regulatorom i voltmetrom može se upotrijebiti razvodna školska ploča na priključcima izmjenične struje 0 – 25 V. Promjenjiv otpornik nije mjerni instrument i ne posjeduje svoju skalu. Prije upotrebe u ovoj demonstraciji može se "izbaždariti" otpornik, tj. ispisati na njegov hrbat vrijednosti otpora uz položaje klizača.

Toplinski učinak električne struje - video

Toplinski učinak električne struje

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• izvor napona s regulatorom i voltmetrom
• spiralna otporna žica s priključcima na podlozi
• parafinska kuglica
• prekidač
• vodiči

Dva nosača premostimo tankom žicom na koju pričvrstimo parafinsku kuglicu. Žicu spojimo u strujni krug kao na slici. Zatvorimo strujni krug.



Što se dogodilo? Zašto je kuglica otpala sa žice? Zašto se parafin rastopio? Kuglica otpadne sa žice jer se žica zbog prolaza električne struje zagrijala. Zakonitost prema kojoj se događa ova pojava opisuje Jouleov zakon.

Za oblikovanje kuglice može se iskoristiti parafin od svijeće. Žica može biti od željeza ili cekasa, duljine oko 30 cm. Umjesto kuglica voska mogu se upotrijebiti voštani prstenovi koji se lako dobiju rezanjem svijeće užarenom žicom ili nožem.

Jouleov zakon - video

Jouleov zakon

Za izvođenje pokusa potrebno je:

• izvor napona s regulatorom i voltmetrom
• spiralno namotane bakrena i cekas žica na stalku
• čist komad papira
• vodiči

Niz naizmjenično spojenih bakar - cekas žica učvršćen na stalku priključimo na izvor struje i izaberemo najmanji napon. Napon postupno povećavamo. Što primjećujete? Jesu li se užarile obje vrste žice? Zašto se je užarila samo cekas žica? Bakrena žica je hladna i možemo je uhvatiti prstima. Vodoravno prislonimo papir na niz bakar - cekas. Na mjestima gdje cekas žica dodiruje papir, on pregori. Kakve su struje koje prolaze vodičima u ovom pokusu? Što možete zaključiti o otpornostima bakrenog i cekas vodiča? Što možete reći o padovima napona na njima? O čemu ovisi rad električne struje? Na kojoj će se žici razviti veća količina topline? Kroz obje žice prolazi jednaka struja jer su serijski spojene, pa je pad napona (U = RI) veći na žici veće otpornosti. Rad električne struje razmjeran je padu napona na trošilu (W = UIt) pa će se prolaskom struje kroz žicu veće otpornosti na njoj razviti veća količina topline. Možete li na temelju ovog pokusa predvidjeti kako će svijetliti žarulje različitih nazivnih snaga ako se serijski spoje u strujni krug? Žarulja manje nazivne snage (većeg otpora) svijetli jače od žarulje veće nazivne snage (manjeg otpora) kad su serijski spojene u strujni krug.

Kao izvor napona s regulatorom i voltmetrom može se upotrijebiti školska ploča na priključcima izmjenične struje 0 – 25 V. Materijali veće otpornosti pružaju veći otpor prolasku struje pa se u njima zbog intenzivnih sudarnih procesa razvija veća količina topline. Cekas je legura željeza (20 %), nikla (65 %) i kroma (15 %). Njegova otpornost znatno je veća nego otpornost bakra. Pretvaranje električne energije u toplinsku je nepoželjno u električnih instalacija jer predstavlja gubitak energije, ali može biti i korisno (električne grijalice). Električni su vodovi napravljeni od materijala malih otpornosti, a npr. žice električnih grijalica od materijala velikih otpornosti (cekas). Ako se izabere prevelik napon cekas žica će se deformirati (razvući do stola) i rastaliti. Niz naizmjenično spojenih bakrenih i cekas žica spiralna oblika jednostavno je napraviti omotavanjem žice na olovku.