Creación de un circuito con 3 luces y 4 interruptores (1 interruptor principal)

Question

Soy un estudiante de tercer año de secundaria en AP Física 1. A mi clase se le asignó un proyecto opcional para subir nota en el que podíamos hacer un circuito siguiendo ciertas pautas. Me imaginé que iba a darle una oportunidad, pero estoy realmente luchando en el diseño. Aquí están las directrices:

• Sólo se pueden utilizar cables, 4 interruptores, 3 luces y una fuente de alimentación, y al parecer ahora diodos
• El interruptor 1 es el interruptor principal y debe encender las tres luces mientras los otros 3 interruptores están abiertos.
• Los interruptores 2, 3 y 4 deben encender una luz individual mientras el interruptor 1 permanece abierto.

He estado utilizando el Kit de Construcción de Circuitos de PhET encontrado aquí y me ha costado mucho. No se permiten otros componentes. Eventualmente tengo que construir físicamente el circuito y obtener los cálculos de la corriente y los voltajes para cada escenario, pero yo sólo quería conseguir el diseño hacia abajo. Cualquier solución o consejo será muy apreciado.

EDITAR: Aquí está la página original de asignación dado. Voy a tratar de aclarar con mi profesor acerca de qué componentes están permitidos.

EDITAR 2: Acabo de hablar con mi profesor, y parece que los diodos están permitidos, pero NO los interruptores multidireccionales. Ha sido muy explícito al respecto.

Answer 1

Algo así entonces:

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Cuando se cierra SW1 se encienden todas las luces.
Cuando SW2 está cerrado la lámpara1 se enciende pero D1 impide que las otras lámparas reciban energía.

El inconveniente es que las lámparas recibirán un voltaje ligeramente diferente dependiendo del interruptor que las haya encendido.

Answer 2

OK, mi respuesta original fue hecha con prisas, y pasé por alto un problema muy obvio. Esto no se puede hacer sin interruptores o diodos multipolares. ¿Estás seguro de que el interruptor principal debía encender los tres y no apagarlos?

Answer 3

Supongo que los interruptores de 3 vías están permitidos. Las corrientes a través de las lámparas individuales serán aditivas. La tensión en cualquier lámpara debe ser igual a la tensión en cualquier otra lámpara. Las corrientes y tensiones pueden calcularse utilizando V=IR.

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Answer 4

Hay una respuesta a esta pregunta, y no requiere resistencias, diodos, interruptor SPDT, etc.

Puedes hacerlo con 3 lámparas, 4 interruptores, algo de cable y 4 pilas. ies . Sí, 4 pilas. Usted se dará cuenta de que no dice que sólo se puede utilizar una sola batería.

No voy a darte la solución porque, al fin y al cabo, se trata de una pregunta de deberes, pero te daré una gran pista:

• Primero piensa en cada lámpara por separado. Utilizando una pila, un interruptor y una lámpara, cumple los requisitos de los interruptores 2, 3 y 4.

• Ahora, con otra pila y un interruptor, conecta los subcircuitos para cumplir los requisitos del interruptor 1.

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De hecho, el enfoque que tengo en mente podría una fuente de energía. Todas las pilas están colocadas en serie en un anillo, pero con interruptores entre ellas. Técnicamente, sigue siendo una sola fuente de energía.

Esencialmente tienes 4 pilas en un círculo con un interruptor entre cada una. A continuación, conecte las lámparas. Eso sí, nunca cierre los 4 interruptores al mismo tiempo (boom).