燈泡延遲發光的條件實驗
燈泡延遲發光的條件實驗1.實驗研究：由於小燈泡電阻無法調整，故將通電演示試驗用可調電位器代替燈泡電阻，用發光二極體代替燈泡作顯示。跟蹤電路電流變化。並將電路稍作調整讓學生進行觀察。
實驗一 電路如左上圖所示。電感支路。R0阻值4Ω當R2阻值調整為零時起限制電路最大電流的作用。電阻R1用於保護LED。防止電流過大損壞發光二極體。電感線圈L的匝數800，自電阻4n（圖中虛線部分用於靜態時兩路發光平衡的對稱調整，4Ω電阻與電感自身4n電阻對稱）。將R2阻值調至零。接通電源開關觀察。
實驗現象：
通電后虛線支路立刻發光。電感支路發光二極體具有明顯的延時發光現象。 實驗二 裝置同實驗一。逐步將R2阻值增大，將麗路靜態發光調平衡。重複上而的電源開關過程觀察。 實驗現象：可以看到電感支路發光延遲時間隨阻值增大越來越短。在阻值較火時，開關接通兩路發光管幾乎同時發亮。眼睛幾乎分辨不出還有延時過程發生。 上面兩個實驗說明能否看到自感的延時發光，和接入電阻值大小有密切關係。 實驗三 電路如右上圖所示。將R2阻值重新調整為零。去掉電感線圈內的鐵芯，接通電源觀察。
實驗現象：
電感支路發光二極體看不出有任何延時發光的現象。 該實驗說明通電自感的延時與電感L的大小有密切關係。
2.理論分析
上面的實驗說明了通電延時現象和迴路電阻、電感值的大小有關係，但能否看到延時發光的效果並非是有關係的必然結果。它只能在一定條件下才會出現。為簡化分析我們忽略掉電源內阻影響，由於R2、R0阻值很小。二極體支路的影響可忽略不計。同時將電感阻值與後面電阻R2，R0合併為電阻R，電路如左下圖。接通電源時線圈在電流變化時相當於一個電源，它提供自感電動勢e，根據圖中標出的方向有：e=-Ldi/dt.根據基爾霍夫第二定律E-Ldi/dt=iR變形方程后積分並帶入初始條件，化簡后得i（1）=[1-e-（R/L）×t]，其中I=E/R。如將曲線圖畫出，它是一個從零開始按曲線上升類似鋸齒波的曲線圖，而這個曲線圖的變化快慢完全取決於L/R的比值大小。L/R比值大，曲線上升緩慢，比值小上升速度快，如右下圖曲線所示。從曲線看出，增大UR比值或者說增大L減小R都能夠凸顯延時效果。但實際L不可能無限大，在鐵芯有限體積的情況下增加繞組匝數固然可以增大電感。但在一定的幾何體積內，繞組匝數的增加勢必要減小線徑，隨之而來的卻是繞組阻值的增大，R阻值增大相反又要降低延時效果，所以‘定的鐵芯必有一個合適的線徑與匝數，使得電感數值在有限的幾何尺寸範圍內電感最大，而電阻又最小，這個匝數和線徑將是這個被選定鐵芯的最佳數值；減小電阻也是一種途徑，但電阻的減小會導致穩態時電源電流增大，穩態電流最大值受電源最大電流供電能力限制，用Imax表示電源最大輸出電流，電阻R最小值由下式決定：R>=E/Imax此值R是這個實驗電感與顯示等電阻的總阻值選取底線，不可低於這個值。
綜上所述，要看到明顯的延時演示現象。必須滿足下列條件：足夠的電感量L，足夠小的迴路電阻R，還有一個合適的顯示方式配合。
