Χρήση του προγράμματος Excel για τον υπολογισμό της αντίστασης και της ισχύος, την κατασκευή χαρακτηριστικής I V, και της ευθείας φόρτου.

Transcript

1 Χρήση του προγράμματος Excel για τον υπολογισμό της αντίστασης και της ισχύος, την κατασκευή χαρακτηριστικής I V, και της ευθείας φόρτου. Στα παραδείγματα θα γίνει χρήση 12 πειραματικών μετρήσεων σε αντίσταση 22Ω και 12 από λαμπτήρα (σε χρήση μη ωμικής αντίστασης) συνδεμένου σε σειρά με αντίσταση προστασίας 22Ω. 1

2 Υπολογισμός της αντίστασης και της ισχύος και κατασκευή χαρακτηριστικής I V Βήμα 1: Ανοίγουμε το πρόγραμμα. Αν το έχουμε ανοικτό δημιουργούμε ένα «Κενό βιβλίο εργασίας» είτε μέσω του μενού είτε μέσω της συντόμευσης Ctrl+N. Εικ. 1: Η αρχική οθόνη του προγράμματος Excel Βήμα 2: Σειρά έχει η καταγραφή των μετρήσεων που έχουμε πάρει στα κελιά Β2 έως Β13 για τις τιμές της τάσης και C2 έως C13 για τις τιμές ρεύματος, ενώ στο κελί Β1 γράφουμε V (Volt) και στο κελί C1 I (ma) 2

3 Εικ. 2:Καταγραφή των μετρήσεων Βήμα 3: Στο κελί Α1 γράφουμε Α/Α, ενώ στα κελιά Α2 και Α3 τους αριθμούς 1 και 2 αντίστοιχα. Στη συνέχεια και ενώ έχουμε επιλέξει τα κελιά Α2 και Α3 τοποθετούμε το δείκτη του ποντικιού στην κάτω δεξιά γωνία ώστε να εμφανιστεί ένας μαύρος σταυρός, κάνουμε αριστερό κλικ και τραβάμε ταυτόχρονα μέχρι το κελί Α13. Εικ. 3 και 4: Αυτόματη αρίθμηση Βήμα 4: Στο κελί D1 γράφουμε R(Ω). Στο D2 βάζουμε μια παύλα. Στο D3 γράφουμε =B3*100/C3 και πατάμε Enter. Στη συνέχεια αφού επιλέξουμε το κελί D3 μεταφέρουμε τον δείκτη του ποντικιού στην κάτω δεξιά του γωνία και αφού κάνουμε κλικ τραβάμε μέχρι το κελί D13. Έτσι κάνουμε αυτόματο υπολογισμό της αντίστασης, αφού γνωρίζουμε ότι η αντίσταση ισούται με το πηλίκο της τάσης προς το ρεύμα. Δεν 3

4 δώσαμε τον τύπο στο κελί D2 αφού δεν ορίζετε διαίρεση με το 0 και ως αποτέλεσμα θα είχαμε μήνυμα λάθους από το πρόγραμμα. Εικ.4 και 5: Αυτόματος υπολογισμός της αντίστασης. Βήμα 5: Στο κελί Ε1 γράφουμε P(mW), ενώ στο Ε2 τον τύπο =B2*C2. Ακολουθούμε την ίδια διαδικασία με το βήμα 4 για τον υπολογισμό σε όλα τα κελιά. Εδώ δώσαμε τον τύπο από το κελί Ε2 και αυτό επειδή στον πολλαπλασιασμό δεν μας επηρεάζει το 0. 4

5 Εικ. 6 και 7: Υπολογισμός της ισχύος Βήμα 6: Πρέπει να χρησιμοποιούμε σε όλες μας τις μετρήσεις την ίδια ακρίβεια. Αφού επιλέξουμε τις τιμές σε κάποια στήλη (Προσοχή! Μόνο τις τιμές, όχι και την ονομασία!) μέσω του μενού κεντρική, στην κατηγορία αριθμός, κάνουμε κλικ στο γενική και στη συνέχεια στο περισσότερες μορφές αριθμών. Από τη λίστα κατηγορία επιλέγουμε Αριθμός και στο Πλήθος δεκαδικών ψηφίων δίνουμε την τιμή που μας ενδιαφέρει. Στο παράδειγμα μας χρησιμοποιούμε ακρίβεια τριών δεκαδικών ψηφίων για την τάση, ακεραίου στο ρεύμα, δύο δεκαδικών στην αντίσταση και ενός δεκαδικού στην ισχύ. 5

6 6

7 Εικ. 8, 9 και 10: Επιλογή της ακρίβειας Βήμα 7: Ακολουθούμε τα βήματα 2 έως 6 και για τις τιμές της μη ωμικής αντίστασης (λαμπτήρα). Βήμα 8: Σειρά έχει η κατασκευή της χαρακτηριστικής I V. Επιλέγουμε τα κελιά Β2 έως Β13 και C2 έως C13, και κάνουμε κλικ στο Διασπορά, της ομάδας γραφήματα του μενού εισαγωγή. Από εκεί επιλέγουμε το Διασπορά μόνο με δείκτες. Στη συνέχεια κάνουμε δεξί κλικ σε οποιαδήποτε από τις μπλε κουκίδες και πατάμε Προσθήκη γραμμής τάσης. Εκεί ανοίγει ένα μενού το οποίο μας δίνει διάφορες επιλογές. Αρχικά μας ενδιαφέρει να επιλέξουμε τον τύπο της καμπύλης σύμφωνα με τη θεωρία. Στην περίπτωση της ωμικής αντίστασης γνωρίζουμε ότι η χαρακτηριστική I V είναι ευθεία, άρα επιλέγουμε την γραμμική. Το πρόγραμμα επίσης μας δίνει τη δυνατότητα να εμφανίσει την εξίσωση από την οποία προκύπτει η χαρακτηριστική, καθώς και την τιμή R 2, η οποία μας δίνει την απόκλιση των τιμών από την ιδανική. Τέλος αν οι οριζόντιες γραμμές του γραφήματος δεν μας αρέσουν μπορούμε να τις αφαιρέσουμε κάνοντας δεξί κλικ σε κάποια από αυτές και πατώντας τη λέξη Διαγραφή. 7

8 8

9 Εικ. 11, 12, 13 και 14: Κατασκευή της χαρακτηριστικής I V Βήμα 9: Σειρά έχει να φτιάξουμε τη χαρακτηριστική της μη ωμικής αντίστασης. Αν θέλουμε να είναι διαφορετικό το διάγραμμα τότε ακολουθούμε το βήμα 8. Αν όμως θέλουμε στο ίδιο γράφημα τότε, αρχικά κάνουμε δεξί κλικ σε αυτό, και κάνουμε κλικ στη λέξη Επιλογή δεδομένων και στη συνέχεια στο 9

10 προσθήκη. Στο παράθυρο που θα ανοίξει αρχικά γράφουμε στο όνομα σειράς Μη ωμική αντίσταση και αφού κάνουμε κλικ στο κουτάκι Τιμές σειράς Χ επιλέγουμε με το ποντίκι τα κελιά B15 έως B26. Μετά σβήνουμε οτιδήποτε γράφει στο κουτάκι Τιμές σειράς Y και επιλέγουμε με το ποντίκι τα κελιά C15 έως C26. Τέλος πατάμε το ΟΚ και στη συνέχεια το ΟΚ στο παράθυρο που θα ανοίξει. Ακολουθούμε τις ενέργειες του βήματος 8 για την εμφάνιση της γραμμής τάσης. Εικ. 14 και 15: Προσθήκη της χαρακτηριστικής I V της μη ωμικής αντίστασης Βήμα 10: Τα βήματα για τον υπολογισμό της αντίστασης και της ισχύος και την κατασκευή χαρακτηριστικής I V ολοκληρώθηκαν. Όμως το αποτέλεσμα δεν μας ικανοποιεί οπτικά. Για το λόγο αυτό: Α)Επιλέγουμε τα κελιά με τα δεδομένα (Α1 έως Ε26) και από την κατηγορία Γραμματοσειρά του μενού Κεντρική επιλέγουμε το Περιγράμματα και Όλα τα περιγράμματα. 10

11 11

12 Εικ. 16 και 17: Προσθήκη περιγράμματος Β)Επιλέγουμε το διάγραμμα και αφού κάνουμε κλικ στην κάτω δεξιά γωνία του τραβάμε μέχρι να διακρίνονται ομοιόμορφα οι δύο διαφορετικές καμπύλες. Εικ. 18: Μια καλύτερη προβολή του διαγράμματος 12

13 Γ) Τέλος αν θέλουμε να αλλάξουμε τα ονόματα στις κουκίδες του διαγράμματος κάνουμε δεξί κλικ πάνω σε αυτό, και πατάμε επιλογή δεδομένων, επιλέγουμε αυτό που θέλουμε να επεξεργαστούμε, πατάμε το κουμπάκι Επεξεργασία, και αλλάζουμε το όνομα στο Όνομα σειράς. Εικ. 19: Η τελική μορφή του διαγράμματος Κατασκευή ευθείας φόρτου Θα χρησιμοποιήσουμε τις τιμές που χρησιμοποιήσαμε στην ωμική αντίσταση των 22Ω, και σαν τιμή Vo θα ορίσουμε τα 2V. Βήμα 1: Γράφουμε τις τιμές Vo και Vo/R όπως παρακάτω στα κελιά Α15 έως C17 για τη διευκόλυνση μας. Την τιμή Vo/R την πολλαπλασιάζουμε με το 100 γιατί η μέτρηση του ρεύματος έχει γίνει σε ma. Εικ. 20: Καταγραφή των τιμών. Η στήλη στα αριστερά δημιουργήθηκε για διευκόλυνση Βήμα 2: Όπως και στην κατασκευή της χαρακτηριστικής κάνουμε δεξί κλικ, επιλογή δεδομένων, προσθήκη. Στο Όνομα σειράς γράφουμε Ευθεία φόρτου, στο Τιμές σειράς Χ βάζουμε τα κελιά B16 και Β17 και στο Τιμές σειράς Υ τα κελιά C16 και C17. 13

14 Εικ. 21: Οι τιμές Vo/R και Vo Βήμα 3: Η χάραξη της ευθείας φόρτου θα γίνει αν κάνουμε δεξί κλικ σε οποιοδήποτε από τα δύο σημείακαι πατήσουμε προσθήκη γραμμής τάσης. Η χάραξη γίνετε αυτόματα και δεν χρειάζεται να πειράξουμε κάποια από τις ρυθμίσεις. Εικ. 22: Το τελικό διάγραμμα με την ευθεία φόρτου 14

15 ΤΕΙ Αθηνών Σ.Τ.ΕΦ. Τμήμα Ηλεκτρονικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής Φυσικής Δίωρο: Πέμπτης / Ημερομηνία Ονοματεπώνυμο: Αρώνης Σταμάτιος Α.Μ.: nc sa/3.0/deed.el 15