147 - Αντίσταση και θερμοκρασία.
description
Transcript of 147 - Αντίσταση και θερμοκρασία.
147 - Αντίσταση και Θερμοκρασία
Γουρζής Στάθης – Φυσικός ΥΣΕΦΕ 2012 - 2013 Εργαστήρια Φυσικών Επιστημών Νυδριού Λευκάδος
Από το σχολικό βιβλίο Φυσικής Α΄ Λυκείου …
Σε αυτό το πείραμα θα δείξουμε
την εξάρτηση της αντίστασης R ενός αγωγού,
ενός τμήματος μετάλλου, από την θερμοκρασία …
Θα χρειαστούμε το Multilog και τον αισθητήρα της θερμοκρασίας …
… ένα πολύμετρο – ωμόμετρο και ένα πιστολάκι στεγνώματος …
… δύο βάσεις στήριξης, με δύο μικρές μεταλλικές ράβδους,
δύο συνδέσμους και δύο μεταλλικές λαβίδες …
… τον Η/Υ του εργαστηρίου …
… και τον προβολέα του.
Συναρμολογούμε τις βάσεις στήριξης
με τις ράβδους
και τις μεταλλικές λαβίδες …
Ανοίγουμε το MultiLog … … περιμένοντας να κάνει
τον αυτοέλεγχό του …
… και συνδέουμε τον αισθητήρα της θερμοκρασίας.
Στερεώνουμε τον αισθητήρα καλά πάνω στη λαβίδα …
… ώστε να παραμένει σταθερός, σε όλη την διάρκεια του πειράματος …
… και ύστερα στερεώνουμε το πιστολάκι καλά,
πάνω στη άλλη λαβίδα .
Ευθυγραμμίζουμε την διάταξη πιστολάκι – αισθητήρας ...
… και ρυθμίζουμε το πολύμετρο σαν ωμόμετρο, συνδέοντας δύο καλώδια,
στην μια τους άκρη « κροκοδειλάκια ».
Συνδέουμε το ένα « κροκοδειλάκι », στην μια άκρη του αισθητήρα της θερμοκρασίας …
… και το άλλο « κροκοδειλάκι », στην άλλη άκρη του αισθητήρα .
Πλησιάζουμε τον αισθητήρα στο άνοιγμα από το θερμαντικό μας …
… και ολοκληρώνουμε έτσι την πειραματική μας διάταξη.
Ανοίγουμε το πολύμετρο …
… και παίρνουμε την ένδειξη του, για την αντίσταση R του αισθητήρα.
Η αντίσταση R του αισθητήρα, κυμαίνεται από R = 0,2 Ω στα R = 0,3 Ω.
Ξεκινάμε το πρόγραμμα DB – Lab 3.2 …
… και από το μενού «Καταγραφέας», επιλέγουμε «Πίνακας Ελέγχου».
Στα « Σημεία » επιλέγουμε το « 10000 », ενώ στο « Ρυθμός » επιλέγουμε το « 10/sec » …
… και παίρνουμε δοκιμαστικές μετρήσεις με το Multilog .
Θ = 17,94 οC
Με τον δείκτη του ποντικιού …
… μεγαλώνουμε την οθόνη …
… ώστε να είναι πιο ευδιάκριτα τα αποτελέσματα του πειράματος .
Θέτουμε σε λειτουργία το θερμαντικό της αντίστασης …
Η ένδειξη για την αντίσταση R του αισθητήρα είναι ... R = 0,3 Ω
Θ = 42 οC
Η θερμοκρασία αυξάνει ραγδαία …
Θ2 = 55 οC
… και πολύ γρήγορα βρίσκεται πολύ πάνω από την θερμοκρασία περιβάλλοντος, που είχαμε στην αρχή του πειράματος …
Θ1 = 18 οC
R = 0,3 Ω Η ένδειξη για την αντίσταση R του αισθητήρα είναι ακόμα ...
Θ = 60,78 οC
… και ενώ η θερμοκρασία έχει ανέβει πολύ αισθητά ...
R = 0,3 Ω … πλησιάζουμε τον αισθητήρα στο θερμαντικό …
Θ = 67 οC
… και η θερμοκρασία συνεχίζει να ανεβαίνει.
R = 0,4 Ω
Τρία λεπτά, περίπου, μετά την έναρξη της λειτουργίας του θερμαντικού,
η αντίσταση του αισθητήρα αυξάνεται …
R = 0,5 Ω
… και συνεχίζει να αυξάνεται, με γρήγορο ρυθμό …
R = 0,7 Ω
… ενώ μέσα σε λιγότερο από 1 λεπτό, από την έναρξη της μεταβολής της αντίστασης,
έχει διπλασιαστεί.
R = 0,8 Ω
Η αντίσταση συνεχίζει να αυξάνεται …
R = 0,9 Ω
… και φτάνει να τριπλασιαστεί, σε σχέση με εκείνη που μετρήσαμε
στην αρχή του πειράματος.
Κλείνουμε το θερμαντικό …
R = 0,7 Ω
… και παρατηρούμε την άμεση πτώση της τιμής της αντίστασης του αισθητήρα …
R = 0,6 Ω
… η οποία γίνεται μέσα σε ελάχιστο χρόνο.
R = 0,5 Ω
Σε ένα λεπτό η τιμή της αντίστασης έχει πέσει στο μισό …
R = 0,4 Ω
… και συνεχίζει να πέφτει …
R = 0,3 Ω
… σε δύο λεπτά, στο ένα τρίτο της τιμής που είχε, με την βοήθεια της θέρμανσης.
Θ = 50,11 οC
Η θερμοκρασία πέφτει και αυτή από τους 70 περίπου βαθμούς που ήταν …
Θ = 45 οC
… και πέφτει και αυτή ραγδαία , όπως και η αντίσταση.
R = 0,3 Ω
Η τιμή της αντίστασης έχει έρθει στην αρχική μέγιστη τιμή της …
Θ = 42 οC
… και η θερμοκρασία συνεχίζει να πέφτει …
R = 0,2 Ω
… ενώ η τιμή της αντίστασης επανέρχεται στην αρχική χαμηλότερη τιμή της.
Θ = 38,25 οC
Σε αυτή τη θερμοκρασία …
… σταματάμε το πείραμα, κλείνοντας το Multilog.
Στην οθόνη του Η/Υ παρατηρούμε , ότι ο συνολικός χρόνος εκτέλεσης του πειράματος …
… ήταν κοντά στα 12 λεπτά, με συμπέρασμα ότι η αυξομείωση της τιμής της αντίστασης του αισθητήρα,
γίνεται σε πολύ μικρό χρόνο.
Τέλος παρουσίασης …