Μελέτη χαρακτηριστικής καμπύλης πηγής με τη χρήση αισθητήρων Multilog

Για τον καθηγητή

ΤΑΞΗ: Β΄ Λυκείου Γενικής Παιδείας

ΛΟΓIΣΜIΚΟ: DB Lab 3.2 (Multilog)

ΣΤΟΧΟI: Να αντιληφθούν οι μαθητές:

1. Με ποιον τρόπο μπορεί να πραγματοποιηθεί διάταξη με την οποία λαμβάνουμε τη χαρακτηριστική καμπύλη πηγής με τη βοήθεια αισθητήρων.

2. Πώς μεταβάλλεται η πολική τάση της πηγής σε συνάρτηση με την ένταση του ρεύματος που τη διαρρέει.

3. Να μπορούν να μελετούν το διάγραμμα της χαρακτηριστικής καμπύλης της πηγής και να υπολογίζουν από αυτό την ΗΕΔ και την εσωτερική αντίσταση της πηγής.

Απαιτούμενα όργανα

Μεταβλητή αντίσταση

Πηγή Συνεχούς Ρεύματος (Μπαταρία «πλακέ»)

Αισθητήρες έντασης και τάσης Multilog

Συσκευή Multilog

Καλώδια για τις συνδέσεις

Το κύκλωμα

ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ

Βήμα 1^ο

Ανοίγουμε τη συσκευή Multilog (“On”) και μπαίνουμε στο πρόγραμμα DB Lab 3.2.

Στον Πίνακα Ελέγχου δηλώνουμε στην Είσοδο 1 τον αισθητήρα του ρεύματος

(Ρεύμα ) και στην Είσοδο 2 τον αισθητήρα της τάσης (Τάση )

Δείγματα: 10

Ρυθμός: 1/10s

Δηλαδή θα λαμβάνουμε κάθε 10s μία μέτρηση και σύνολο 10 μετρήσεις. Επομένως το πείραμά μας θα διαρκέσεις 100s.

Βήμα 2^ο

Θέτουμε τη μεταβλητή αντίσταση στην ελάχιστη τιμή της, με κατάλληλη μετακίνηση του δρομέα.

Αποσυνδέουμε την μία άκρη της αντίστασης και είμαστε έτοιμοι να πάρουμε την πρώτη μέτρηση πατώντας το κουμπί Λήψη Δεδομένων.

Βήμα 3^ο

Με αποσυνδεμένη την μία άκρη της μεταβλητής αντίστασης πατάμε τη Λήψη Δεδομένων και καταγράφεται το πρώτο σημείο στο διάγραμμα. Αμέσως (εντός 10s) ξανασυνδέουμε την άκρη και λαμβάνουμε το δεύτερο σημείο ενώ πατούμε το εικονίδιο XY , ώστε να έχουμε διάγραμμα τάσης – έντασης ( στον άξονα x ρεύμα και στον άξονα y τάση). Αμέσως μετακινούμε λίγο τον δρομέα της αντίστασης αυξάνοντας την τιμή της και λαμβάνουμε το δεύτερο σημείο. Με διαδοχικές μετακινήσεις του δρομέα, οι οποίες πρέπει να γίνονται εντός 10s, παίρνουμε τις δέκα μετρήσεις τάσης έντασης, οι οποίες εμφανίζονται στο διάγραμμα του υπολογιστή.

Παρατήρηση: Αν οι μετρήσεις μας κρίνονται λίγες, μπορούμε να επαναλάβουμε το πείραμα αυξάνοντας τον αριθμό των Δειγμάτων από 10 σε 20.

Βήμα 4^ο

Επεξεργαζόμαστε το διάγραμμα που λάβαμε ως εξής:

1. Από το μενού Προβολή επιλέγουμε Οθόνη Σύμβολο(ή άλλο που επιθυμούμε). Με τον τρόπο αυτό εμφανίζονται τονισμένες οι μετρήσεις μας.

2. Από το ίδιο παράθυρο επιλέγουμε Πλέγμα.

3. Πατάμε ΟΚ

Από το μενού Προβολή επιλέγουμε ΚλίμακαΡεύμαΕλάχιστο0 (μηδέν), ώστε η κλίμακα του ρεύματος να ξεκινάει από το μηδένΟΚ

Βήμα 5^ο

Από το μενού Ανάλυση επιλέγουμε Γραμμική Παλινδρόμηση, οπότε εμφανίζεται στο διάγραμμα η βέλτιστη ευθεία που προκύπτει από τις μετρήσεις.

Στο κάτω μέρος της οθόνης εμφανίζεται η εξίσωση της ευθείας αυτής.

Ο σταθερός όρος είναι η ΗΕΔ της πηγής και η κλίση ο λόγος Ε/r. Έτσι μπορούμε να υπολογίσουμε την εσωτερική αντίσταση της πηγής.

Βήμα 6^ο

Εκτυπώνουμε το διάγραμμα, το φωτοτυπούμε και το μοιράζουμε στους μαθητές.

Γιάννης Γαϊσίδης

Φυσικός

ΕΚΦΕ ΧΙΟΥ