Av Stephen Benham, uppdaterad 30 augusti 2022
Elektriska kretsar tillåter elektricitet att färdas från en strömkälla – som ett batteri – till en enhet och tillbaka igen. Genom att experimentera med olika ledningskonfigurationer kan eleverna observera hur spänning och ström beter sig, vilket ger en engagerande vetenskapsmässa.
Parallell ledning är vanlig i hushållskretsar eftersom den håller spänningen oförändrad samtidigt som den ökar den totala kapaciteten. För ett projekt i femte klass, koppla ihop två identiska batterier. Anslut den positiva polen på det första batteriet till den positiva polen på det andra, och gör samma sak för de negativa polerna. Fäst en glödlampa på de kombinerade terminalerna på det parallella paret och notera hur länge den lyser. Koppla sedan ett enda batteri med samma spänning till en annan glödlampa. Det parallella paret bör driva sin glödlampa under ungefär dubbelt så lång tid som glödlampan med ett batteri, vilket visar dubbel uthållighet.
En seriekoppling lägger till spänningarna för varje cell samtidigt som kapaciteten hålls densamma. Till exempel producerar tre 1,5-voltsceller 4,5 volt. Ordna cellerna i en linje, anslut den negativa terminalen på en till den positiva terminalen på nästa. Använd kablar för att slutföra slingan från den första cellens positiva terminal till den sista cellens negativa terminal. När du ansluter en glödlampa över dessa punkter får den hela 4,5-voltsförsörjningen, vilket illustrerar hur seriekabeldragning ökar spänningen.
Genom att blanda serie- och parallellkopplingar kan man uppnå både högre spänning och större uthållighet. Använd fyra identiska batterier:par 1 med 2 i serie och par 3 med 4 i serie. Koppla sedan de två serieparen parallellt. Denna konfiguration fördubblar spänningen för en enda cell samtidigt som dess kapacitet fördubblas. Dra en glödlampa över de övergripande positiva och negativa polerna för att observera den kombinerade effekten.
För att jämföra de två arrangemangen, placera parallellparet och serieparet sida vid sida, var och en med sin egen glödlampa. Om du skär en ledning från seriekretsen slocknar glödlampan omedelbart eftersom slingan är bruten. Om du klipper en tråd mellan de parallella batterierna kommer det andra batteriet fortfarande att leverera ström, så dess glödlampa förblir tänd. Detta enkla test belyser nyckelskillnaden:seriekretsar kräver en kontinuerlig slinga, medan parallella kretsar tillåter varje batteri att fungera oberoende.
