Συνδέουµε σε κάθε ακροδέκτη της ηλεκτροστατικής µηχανής Wimshurst και ένα ηλεκτρικό θύσανο.

Transcript

1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕ ΙΟ α. Πεδίο σηµειακού φορτίου (Πεδίο Coulomb) Συνδέουµε τον ένα ακροδέκτη της ηλεκτροστατικής µηχανής Wimshurst µε ηλεκτρικό θύσανο. Θέτουµε σε λειτουργία την ηλεκτροστατική µηχανή και παρατηρούµε τη µορφή που παίρνει ο ηλεκτρικός θύσανος. Οι κατευθύνσεις των κλωστών του θύσανου φανερώνουν τις κατευθύνσεις των ηλεκτρικών δυναµικών γραµµών, πεδίου Coulomb. β. Πεδίο µεταξύ σηµειακών φορτίων Συνδέουµε σε κάθε ακροδέκτη της ηλεκτροστατικής µηχανής Wimshurst και ένα ηλεκτρικό θύσανο. Θέτουµε σε λειτουργία την ηλεκτροστατική µηχανή και παρατηρούµε τη µορφή που παίρνουν τα νήµατα των ηλεκτρικών θυσάνων. Η µορφή αυτή αντιπροσωπεύει ηλεκτρικό πεδίο µεταξύ ετερωνύµων φορτίων. Επαναλαµβάνουµε συνδέοντας τους δύο ηλεκτρικούς θυσάνους µε τον ίδιο ακροδέκτη της ηλεκτροστατικής µηχανής. Στην περίπτωση αυτή έχουµε πεδίο µεταξύ οµωνύµων φορτίων.

2 ΚΛΩΒΟΣ FARADAY ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ Συνδέουµε µε το καλώδιο τον κοίλο αγωγό µε τον ένα ακροδέκτη της ηλεκτροστατικής µηχανής Wimshurst. Φορτίζουµε αργά την ηλεκτροστατική µηχανή. Παρατηρούµε ότι τα σφαιρίδια του εξωτερικού ηλεκτροσκοπίου αποκλίνουν. Συµπεραίνουµε ότι φορτία υπάρχουν µόνο στην εξωτερική επιφάνεια του αγωγού. ΕΠΙΣΗΜΑΝΣΗ Στην µηχανή δεν πρέπει να αναπτυχθούν πολλά φορτία γιατί τότε επειδή ο κύλινδρος δεν είναι πλήρης κλωβός, υπάρχει παραµόρφωση του πεδίου µε αποτέλεσµα να παρουσιάζεται πεδίο και µέσα στον κύλινδρο και τα σφαιρίδια να απωθούνται. ΕΞΗΓΗΣΗ-ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Τα οµώνυµα φορτία που αποκτά ο κοίλος αγωγός επειδή απωθούνται µεταξύ τους τείνουν να κατανεµηθούν στην εξωτερική επιφάνεια του αγωγού. Για το λόγο αυτό στο εσωτερικό του αγωγού δεν υπάρχουν ηλεκτρικά φορτία. Το ίδιο φαινόµενο θα παρατηρηθεί και σε συµπαγή µεταλλικό αγωγό, στο εσωτερικό του οποίου η ένταση θα είναι µηδέν. Απλά, στη περίπτωση αυτή είναι δύσκολη η πειραµατική επαλήθευση της µηδενικής έντασης. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Στο εσωτερικό µεταλλικών αγωγών η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου είναι µηδέν. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ - ΧΡΗΣΕΙΣ Το φαινόµενο βρίσκει εφαρµογή στην ηλεκτρική θωράκιση µεταλλικών εξαρτηµάτων. ιατάξεις που θέλουµε να τις προστατέψουµε από ηλεκτρικά πεδία, τις περιβάλλουµε από πλέγµα µεταλλικό («κλωβόςfaraday»). Για τον ίδιο λόγο, όταν κτυπήσει κεραυνός κάποιο αυτοκίνητο, είναι δυνατό οι επιβάτες του να µην πάθουν τίποτε, διότι το εσωτερικό του αυτοκινήτου είναι ηλεκτρικά θωρακισµένο, από το µεταλλικό κουβούκλιό του.

3 ΜΗΧΑΝΗ VAN DER GRAAFF Σκοπός: Να γίνει γνωστή η λειτουργία της µηχανής Van der Graaff και του ηλεκτρικού θυσάνου. ΦΟΡΤΙΣΗ-ΑΠΟΦΟΡΤΙΣΗ ΜΗΧΑΝΗΣ Συνδέουµε κατ' αρχήν τη ράβδο γείωσης της µηχανής. Φέρουµε σε επαφή µε το µεταλλικό σφαιρικό περίβληµα της µηχανής το µεταλλικό σφαιρίδιο, όποτε θέλουµε να αποφορτίσουµε τη µηχανή. Θέτουµε σε λειτουργία τη µηχανή και στη συνέχεια τη σταµατάµε. Πλησιάζουµε τη ράβδο αποφόρτισης και παρατηρούµε την αποφόρτιση της µηχανής µε δηµιουργία ηλεκτρικού σπινθήρα. Η διαδικασία αυτή θα γίνεται στο τέλος κάθε πειραµατικής διεργασίας, για να µη µας «τινάζει» το φορτίο που υπάρχει στο σφαιρικό αγωγό της µηχανής. ΕΞΗΓΗΣΗ-ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Το εναλλασσόµενο ρεύµα ανορθώνεται µέσα στη µηχανή και ο κινούµενος ιµάντας έρχεται σε επαφή µε το θετικό πόλο οπότε και παραλαµβάνει το αντίστοιχο φορτίο. Με τη κίνηση του ιµάντα που αποτελείται από µονωτικό υλικό, το φορτίο µεταφέρεται στη κορυφή όπου µε το σύστηµα των συλλεκτών Η και Θ φέρεται στο µεταλλικό σφαιρικό αγωγό. Στον αγωγό λόγω της άπωσης τους τα φορτία διαχέονται στην εξωτερική επιφάνεια από την οποία τα παραλαµβάνουµε µε καλώδιο ή κατάλληλη ράβδο µε µονωτική λαβή. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Τα φορτία που αναπτύσσονται σε κάποια περιοχή µονωτικού υλικού µπορούν να µεταφερθούν µόνο µε µεταφορική κίνηση του µονωτή και όχι µέσα από τη µάζα του.

4 ΦΟΡΤΙΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΣΚΟΠΙΟΥ ΜΕ ΕΠΑΓΩΓΗ Σκοπός: Να γίνει πειραµατική διερεύνηση των διαφόρων δυνατοτήτων του ηλεκτροσκοπίου. ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ Φορτίζουµε ράβδο από εβονίτη ή ένα πλαστικό χάρακα (είτε µε τριβή σε µάλλινο ύφασµα, είτε από την ηλεκτροστατική µηχανή), και στη συνέχεια τη φέρουµε σε επαφή µε το άκρο του ηλεκτροσκοπίου. Παρατηρούµε απόκλιση των φύλλων του, ένδειξη ότι φορτίστηκαν µε οµώνυµα φορτία. Ακουµπάµε το δάκτυλό µας στο στέλεχος του ηλεκτροσκοπίου. Το ηλεκτροσκόπιο αποφορτίζεται λόγω γείωσης. Φέρουµε το αφόρτιστο ηλεκτροσκόπιο κοντά στην ηλεκτροστατική µηχανή, και τη θέτουµε σε λειτουργία. Παρατηρούµε άπωση των φύλλων του, που οφείλεται σε φόρτισή τους από επαγωγή (εξ επιδράσεως). ΕΞΗΓΗΣΗ-ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Το ηλεκτροσκόπιο είναι διάταξη µε την οποία απλά διαπιστώνουµε την ύπαρξη ηλεκτρικού πεδίου, ή αν ένα σώµα είναι φορτισµένο. Αν η διάταξη συνοδεύεται και από κλίµακα µέτρησης της απόκλισης των φύλλων, τότε αναφερόµαστε σε ηλεκτρόµετρο. Όταν φορτισµένο σώµα έλθει σε επαφή µε το στέλεχος του ηλεκτροσκοπίου, τότε τα φορτία περνούνε στα φύλλα του, οπότε επειδή πρόκειται για οµώνυµα φορτία, τα φύλλα απωθούνται µεταξύ τους. Όταν γειώνουµε το ηλεκτροσκόπιο, στην ουσία κάνουµε το σώµα µας «καλώδιο», µέσω του οποίου τα ηλεκτρόνια είτε περνούνε από το ηλεκτροσκόπιο προς τη Γη, αν αυτό είναι φορτισµένο αρνητικά, ή αντίθετα αν είναι φορτισµένο θετικά. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Το ηλεκτροσκόπιο είναι διάταξη µε την οποία διαπιστώνουµε αν ένα σώµα είναι ηλεκτρικά φορτισµένο.

5 ΦΥΣΙΚΗ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ Μέτρηση του όγκου στερεού σώµατος Στόχοι Να µετράς και να υπολογίζεις τον όγκο ενός υγρού και ενός στερεού σώµατος. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ Απαιτούµενα όργανα και υλικά Ογκοµετρικός κύλινδρος Νερό Πλαστελίνη ΠΕΙΡΑΜΑ1 : Μέτρηση του όγκου στερεού σώµατος Πώς θα µετρήσουµε τον όγκο ενός στερεού σώµατος που δεν έχει γεωµετρικό σχήµα; 1. Μέσα σε έναν ογκοµετρικό κύλινδρο (των 200 ml) ρίξε νερό περίπου µέχρι τη µέση. 2. Τοποθέτησε τον πάνω σε µια οριζόντια επιφάνεια και σηµείωσε στον πίνακα Γ την ένδειξη που αντιστοιχεί στην ελεύθερη επιφάνεια του νερού (βλ. σχήµα). 3. Πάρε ένα κοµµάτι πλαστελίνης, που µπορεί να µπει άνετα µέσα στο σωλήνα. έσε το µε ένα νήµα και βύθισε το µέσα στο νερό κρατώντας την ελεύθερη άκρη του νήµατος. 4. Σηµείωσε στον πίνακα Γ τη νέα ένδειξη που αντιστοιχεί στην ελεύθερη επιφάνεια του νερού στο σωλήνα. 5. Με βάση τις δύο ενδείξεις, υπολόγισε τον όγκο του κοµµατιού της πλαστελίνης. Σηµείωσε το αποτέλεσµα στον παρακάτω πίνακα. Πειραµατική διάταξη για τη µέτρηση του όγκου στερεού σώµατος ΠΙΝΑΚΑΣ Γ Όγκος νερού (cm 3 ) Όγκος νερού και πλαστελίνης (cm 3 ) Όγκος πλαστελίνης (cm 3 ) Προσπάθησε να εκφράσεις τα αποτελέσµατα των µετρήσεων σε mm 3 και σε m 3.

6 ΜΕΤΡΗΣΗ ΒΑΡΟΥΣ ΜΑΖΑΣ - ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ Έννοιες και φυσικά µεγέθη Όγκος - Μάζα - Βάρος - Πυκνότητα Στόχοι 1. Να αποκτήσεις την ικανότητα να µετράς: α. Το βάρος ενός στερεού σώµατος µε ένα δυναµόµετρο. β. Τη µάζα ενός στερεού και ενός υγρού σώµατος χρησιµοποιώντας έναν απλό ή έναν ηλεκτρονικό ζυγό. 2. Να υπολογίζεις την πυκνότητα ενός σώµατος µετρώντας τη µάζα και τον όγκο του. ΜΕΤΡΗΣΗ ΒΑΡΟΥΣ-ΜΑΖΑΣ-ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 2 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ Απαιτούµενα όργανα και υλικά υναµόµετρο (1) Ζυγός (2) Ογκοµετρικός κύλινδρος (3) Ορθοστάτης, ράβδοι στήριξης, άγκιστρα, σύνδεσµοι (4) Βαρίδια (5) Νερό - Πλαστελίνη (6) ΠΕΙΡΑΜΑ 1: Μέτρηση του βάρους και της µάζας ενός σώµατος 1. Κρέµασε το δυναµόµετρο σε έναν ορθοστάτη. 2. Ρύθµισε µε τη βοήθεια του κοχλία τη θέση του δείκτη ώστε να δείχνει το µηδέν. 3. Τοποθέτησε στο άγκιστρο του δυναµόµετρου ένα βαρίδι. Με βάση την ένδειξη του δυναµόµετρου, υπολόγισε τη µάζα του βαριδιού και σηµείωσε τη στον πίνακα Α. 4. Τοποθέτησε ένα ζυγό σε οριζόντια επιφάνεια έχοντας το δίσκο του κενό. Ρύθµισε το µηχανικό (ή τον ηλεκτρονικό) βερνιέρο ώστε ο ζυγός να ισορροπεί και όλοι οι δείκτες του να βρίσκονται στο µηδέν. 5. Τοποθέτησε πάνω στο δίσκο του ζυγού το βαρίδι που χρησιµοποίησες στο βήµα 3. Ισορρόπησε το ζυγό µετακινώντας τα βαράκια της φάλαγγας στις κατάλληλες θέσεις. (Ή, αν ο ζυγός είναι ηλεκτρονικός, διάβασε απευθείας τη µέτρηση). Σηµείωσε την ένδειξη στον πίνακα Α. 6. Τοποθέτησε πάνω στο δίσκο του ζυγού έναν ογκοµετρικό κύλινδρο. 7. Πόση είναι η µάζα του; Γράψε την τιµή της στον πίνακα Α. 8. Ρίξε µέσα στον κύλινδρο νερό και σηµείωσε τον όγκο του. Ζύγισε τον κύλινδρο µε το νερό και γράψε τη µάζα τους στον πίνακα Α. 9. Από τις δύο τελευταίες µετρήσεις, υπολόγισε τη µάζα του νερού που περιέχει ο κύλινδρος.

7 Μάζα βαριδιού: (µε βάση την ένδειξη του δυναµόµετρου) Μάζα βαριδιού: (µε βάση την ένδειξη του ζυγού) Μάζα ογκοµετρικού κυλίνδρου: Μάζα νερού και κυλίνδρου: Μάζα νερού: ΠΙΝΑΚΑΣ Α Σύγκρινε τις τιµές της µάζας του βαριδιού που, βρήκες, χρησιµοποιώντας το δυναµόµετρο και το ζυγό (τις έχεις καταχωρίσει στον πίνακα Α). Αν διαφέρουν, γιατί νοµίζεις ότι συµβαίνει αυτό;

8 ΦΥΣΙΚΗ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑ 2: Μέτρηση της πυκνότητας υγρών σωµάτων 1. Ζύγισε τον ογκοµετρικό κύλινδρο. Σηµείωσε τη µάζα του στον πίνακα Β. 2. Ρίξε µέσα στον κύλινδρο νερό και σηµείωσε τον όγκο του στον πίνακα Β. 3. Ζύγισε τον κύλινδρο µαζί µε το νερό και υπολόγισε τη µάζα του περιεχόµενου νερού. Γράψε την τιµή της στον πίνακα Β. m 4. Χρησιµοποίησε τη σχέση ρ = για να βρεις την πυκνότητα του νερού. V 5. Σηµείωσε την τιµή της στον πίνακα Β. ΠΙΝΑΚΑΣ Β Μάζα ογκοµετρικού κυλίνδρου m κυλίνδρου : - Μάζα ογκοµετρικού κυλίνδρου και νερού m ολική - Μάζα νερού m m= m ολική -m κυλίνδρου Όγκος νερού (cm 3 ) V: - Πυκνότητα νερού (g/cm 3 ): m ρ = V

9 ΠΕΙΡΑΜΑ 3: Μέτρηση της πυκνότητας στερεών σωµάτων 1. Χρησιµοποίησε πέντε όµοιες ράβδους πλαστελίνης. Κόψε κάθε ράβδο ακριβώς στη µέση. Φτιάξε τέσσερα µπαλάκια πλαστελίνης διαφορετικών µαζών, πλάθοντας αντίστοιχα: µια, δύο, τρεις και τέσσερις µισές ράβδους. Ζύγισε κάθε µπαλάκι και γράψε την τιµή της µάζας του στον πίνακα Γ. 2. Με βάση τη µέχρι τώρα εµπειρία σου, απάντησε στην ακόλουθη ερώτηση: Ποιο από τα τρία µπαλάκια έχει µεγαλύτερη πυκνότητα; Το βαρύτερο Το ελαφρύτερο Έχουν την ίδια πυκνότητα Στη συνέχεια, υπολόγισε πειραµατικά την πυκνότητα που έχει κάθε µπαλάκι, για να επιβεβαιώσεις (ή να διαψεύσεις) την πρόβλεψη σου: 3. Μέτρησε τον όγκο που έχει κάθε µπαλάκι, µε τον τρόπο που έµαθες σε προηγούµενη άσκηση (Πείραµα 1) Σηµείωσε τις τιµές των όγκων στον πίνακα Γ. m 4. Υπολόγισε την πυκνότητα που έχει κάθε µπαλάκι, χρησιµοποιώντας τη σχέση ρ = V Γράψε τις αντίστοιχες τιµές στον πίνακα Γ. Μάζα (m) Όγκος (V) Πυκνότητα (ρ) m ρ = V ΠΙΝΑΚΑΣ Γ Μπαλάκι 1 Μπαλάκι 2 Μπαλάκι 3 Μπαλάκι 4 Απάντησε στις παρακάτω ερωτήσεις Με βάση τα πειραµατικά αποτελέσµατα, που έχεις καταγράψει στον πίνακα Γ, επιβεβαιώθηκε ή διαψεύστηκε η πρόβλεψη που έκανες στο βήµα 2 της πειραµατικής διαδικασίας; [ΝΑΙ - ΟΧΙ]. Η πυκνότητα ενός κοµµατιού πλαστελίνης εξαρτάται από τον όγκο και τη µάζα του; [ΝΑΙ - ΟΧΙ]. Από τι εξαρτάται η πυκνότητα; ιατύπωσε τα συµπεράσµατα σου.

10 Σύµφωνα µε τα δεδοµένα του πίνακα Γ, όταν αυξάνουµε τον όγκο (V) της πλαστελίνης, αυξάνεται και η µάζα της (m). Για να βρεις τη σχέση των δύο αυτών µεγεθών, κάνε τα ακόλουθα: 1. Τοποθέτησε τα πειραµατικά σηµεία µάζας - όγκου στο ακόλουθο σύστηµα ορθογώνιων αξόνων. 2. Με το χάρακα σου έλεγξε αν τα σηµεία αυτά βρίσκονται (περίπου) πάνω σε µια ευθεία που διέρχεται από την αρχή των αξόνων. Σχεδίασε την ευθεία αυτή. 3. Με βάση τα δύο προηγούµενα βήµατα (1) και (2), ποια είναι η σχέση της µάζας (m) της πλαστελίνης µε τον όγκο (V), που καταλαµβάνει; Εξήγησε. Ποιο υλικό έχει µεγαλύτερη πυκνότητα, το νερό ή η πλαστελίνη; Εξήγησε. Αξιολόγησε την προσπάθεια σου 1. Πέτυχες να µετρήσεις την πυκνότητα κάθε κοµµατιού πλαστελίνης; [ΝΑΙ - ΟΧΙ] 2. Βρήκες ότι η πυκνότητα των τριών κοµµατιών είναι η ίδια; [ΝΑΙ - ΟΧΙ] 3. Το γράφηµα µάζας-όγκου, που σχεδίασες µε βάση τα πειραµατικά δεδοµένα του πίνακα Γ, είναι µια ευθεία γραµµή που διέρχεται από το µηδέν; [ΝΑΙ - ΟΧΙ] Αν κάποια από τις απαντήσεις σου είναι αρνητική, προσπάθησε να εξηγήσεις τους λόγους για τους οποίους η πειραµατική σου προσπάθεια δεν είχε επιτυχία.

11 ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ HOOKE Έννοιες και φυσικά µεγέθη ύναµη - Επιµήκυνση και συσπείρωση ελατηρίου - Σταθερά ελατηρίου Στόχοι 1. Να ελέγχεις πειραµατικά, αν η επιµήκυνση ενός ελατηρίου είναι ανάλογη της δύναµης που την προκαλεί. 2. Να σχεδιάζεις την αντίστοιχη γραφική παράσταση από τον πίνακα πειραµατικών τιµών επιµήκυνσης - δύναµης. 3. Να υπολογίζεις τη σταθερά ενός ελατηρίου από το γράφηµα επιµήκυνσης - δύναµης. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ Απαιτούµενα όργανα και υλικά Ελατήριο (6) Βάση στήριξης (2) Ορθοστάτης ενός µέτρου (3) Ορθοστάτης εξήντα εκατοστών (4) Σταυρός (5) υναµόµετρο 10 Ν (6) Βαρίδια 250 g, 500 g, & 1 kg (7) Kανόνας 1 m (8) 1. Κρέµασε από τον ορθοστάτη το ελατήριο, όπως φαίνεται στην εικόνα. Πριν αρχίσεις τις µετρήσεις, προσάρτησε στην ελεύθερη άκρη του ελατηρίου το βαρίδι που το συνοδεύει, ώστε να ανοίξουν οι σπείρες του και να µην έρχονται σε επαφή µεταξύ τους. Τώρα είσαι έτοιµος να αρχίσεις τις µετρήσεις. 2. Πρόσθεσε, διαδοχικά, όλο και περισσότερα βαρίδια στο ελεύθερο άκρο του ελατηρίου και συµπλήρωσε τον πίνακα Α

12 Μάζα πρόσθετων αρχικό βαριδιών m ύναµη (F) που επιµηκύνει το ελατήριο (Ν) , ΠΙΝΑΚΑΣ Α Ολικό µήκος (L) ελατηρίου (cm) Επιµήκυνση ( L) από το αρχικό µήκος του ελατηρίου (cm)

13 Τοποθέτησε τα πειραµατικά σηµεία δύναµης (F) - επιµήκυνσης ( L), στο εικονιζόµενο σύστηµα αξόνων. Έλεγξε µε το χάρακα σου αν αυτά τα σηµεία βρίσκονται (περίπου) σε µια ευθεία που διέρχεται από το µηδέν. 3. Σχεδίασε την ευθεία που περνάει πλησιέστερα από το σύνολο των σηµείων. 4. Υπολόγισε την κλίση της ευθείας που σχεδίασες. Κλίση = Ν/m Παρατήρησε ότι σύµφωνα µε το νόµο του Hook: F=k L η κλίση της ευθείας είναι ίση µε τη σταθερά (κ) του ελατηρίου. Εποµένως, η σταθερά του ελατηρίου είναι: k=. N/m Άρα ο νόµος του Hook για το ελατήριο που χρησιµοποιήσαµε στην πειραµατική διαδικασία, εκφράζεται µε τη σχέση: F = L Αξιολόγησε την προσπάθεια σου Σε αυτή την εργαστηριακή άσκηση: επαλήθευσες πειραµατικά ότι η δύναµη µε την οποία επιµηκύνουµε ένα ελατήριο είναι ανάλογη της επιµήκυνσης του (νόµος του Hook); ΝΑΙ ΟΧΙ Αν όχι, γράψε τους λόγους στους οποίους νοµίζεις ότι οφείλεται αυτό.

14

15 ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΑΝΑΚΛΑΣΗΣ ΥΛΙΚΑ: 1. Ένα laser point 2. ένα µικρό καθρεπτάκι 3. ένας δίσκος βαθµολογηµένος ανά µία µοίρα - πλαστικοποιηµένος ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ Τοποθετούµε το καθρεφτάκι στο µέσο του δίσκου και φωτίζουµε µε το λέιζερ στο κέντρο ακριβώς. Μετράµε την προσπίπτουσα και την ανακλώµενη γωνία Αυτό το επαναλαµβάνουµε για ορισµένο αριθµό γωνιών. Γωνία πρόσπτωσης 20 ο 30 ο 40 ο 50 ο Γωνία ανάκλασης

16 ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΙΑΘΛΑΣΗΣ ΥΛΙΚΑ: 1. Ένα laser point 2. ένα ηµικυκλικό πρίσµα ή ένα µικρό λεκανάκι στο οποίο προσθέτοµε νερό ή άλλο υγρό πχ παραφινέλαιο. 3. ένας δίσκος βαθµολογηµένος ανά µία µοίρα - πλαστικοποιηµένος ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ: Τοποθετούµε το πρίσµα στο µέσο του δίσκου και φωτίζουµε µε το λέιζερ στο κέντρο ακριβώς. Μετράµε την προσπίπτουσα και την διαθλώµενη γωνία. Αυτό το επαναλαµβάνουµε για ορισµένο αριθµό γωνιών. Γωνία πρόσπτωσης 20 ο 30 ο 40 ο 50 ο Γωνία διάθλασης Παρατηρούµε ότι για µικρές γωνίες βρίσκουµε ότι ο λόγος της προσπίπτουσας προς την διαθλώµενη γωνία είναι σχεδόν σταθερός. ( Νόµος του Πτολεµαίου για την διάθλαση). Αυτή η σχέση παύει να ισχύει για γωνίες µεγαλύτερες των 60 µοιρών.

17 ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΝΕΡΟΥ- ΑΛΑΤΟΝΕΡΟΥ Υλικά 1) Μια πηγή (τροφοδοτικό ή µπαταρία) 2) Μια φιάλη 200ml 3) Λαµπάκι µε βάση 4) Αλάτι 5) Καλώδια σύνδεσης 6) Σύρµατα µεταλλικά Πείραµα Βάλτε νερό µέχρι τη µέση περίπου στη φιάλη Πραγµατοποιείστε το κύκλωµα του σχήµατος Βάλτε στην πηγή τάση 5-9 Volt περίπου Τι παρατηρείτε; α) το λαµπάκι ανάβει ΝΑΙ - ΟΧΙ β) το λαµπάκι δεν ανάβει ΝΑΙ - ΟΧΙ Ρίξτε σιγά - σιγά αλάτι µέσα στο δοχείο µε το νερό Τι παρατηρείτε; α) το λαµπάκι ανάβει ΝΑΙ - ΟΧΙ β) το λαµπάκι δεν ανάβει ΝΑΙ - ΟΧΙ Συµπέρασµα Το νερό είναι αγωγός ΝΑΙ - ΟΧΙ Το αλατόνερο είναι αγωγός ΝΑΙ ΟΧΙ

18 ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑ Υλικά 1) Μια πηγή (τροφοδοτικό ή µπαταρία) 2) Ένα λαµπάκι 12V µε βάση 3) Αντίσταση 10 Ω 4) Καλώδια σύνδεσης ΠΕΙΡΑΜΑ Πραγµατοποιείστε το κύκλωµα του σχήµατος Βάλτε τάση στην πηγή περίπου 10 Volt Παρατηρείστε τη φωτοβολία της λάµπας Με έναν αγωγό (καλώδιο) βραχυκυκλώνουµε την αντίσταση (συνδέουµε τα άκρα της αντίστασης) όπως στο παρακάτω σχήµα Τι παρατηρείτε; α) το λαµπάκι φωτοβολεί περισσότερο ΝΑΙ - ΟΧΙ β) το λαµπάκι φωτοβολεί λιγότερο ΝΑΙ - ΟΧΙ γ) το λαµπάκι φωτοβολεί το ίδιο ΝΑΙ - ΟΧΙ Πως ερµηνεύετε το αποτέλεσµα

19 ΑΣΦΑΛΕΙΕΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗ ΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ Υλικά 1) µια πηγή (τροφοδοτικό ή µπαταρία) 2) Ένα λαµπάκι 12V µε βάση 3) Σύρµα ψιλό 4) Καλώδια σύνδεσης ΠΕΙΡΑΜΑ Πραγµατοποιείστε το κύκλωµα του σχήµατος (το σύρµα να είναι όσο πιο λεπτό γίνεται) Βάζουµε τάση περίπου 5 Volt (από το τροφοδοτικό ή τη µπαταρία των 9V) Παρατηρούµε ότι το λαµπάκι ανάβει Με έναν αγωγό (καλώδιο) βραχυκυκλώνουµε τα άκρα της λάµπας (συνδέουµε τα άκρα της λάµπας) όπως στο σχήµα Τι παρατηρείτε; (το σύρµα καίγεται και το κύκλωµα διακόπτεται) Πως ερµηνεύετε το αποτέλεσµα;

20 ΠΕΙΡΑΜΑ: Μέτρηση µιας ωµικής αντίστασης Νόµος του Ohm ΟΡΓΑΝΑ Ένα τροφοδοτικό, δύο πολύµετρα, ένα κουτί αντιστάσεων, καλώδια σύνδεσης, ένας διακόπτης ΤΡΟΦΟ ΟΤΙΚΟ Να χρησιµοποιήσετε για θετικό και αρνητικό πόλο πηγής τις θέσεις (4) και (5) του τροφοδοτικού Λειτουργικά Στοιχεία του τροφοδοτικού 1. Κουµπί επαναφοράς σε λειτουργία 2. Ένδειξη τάσης ή έντασης 3. ιακόπτης λειτουργίας (ON/OFF) µε ενδεικτική λυχνία 4. Αρνητική έξοδος τάσης 20V 5. Θετική έξοδος τάσης 20V 6. Κουµπί µεταβολής τάσης από 0 έως 20 V 1. ΠΟΛΥΜΕΤΡΟ Σύνδεση του Πολυµέτρου ως Αµπεροµέτρου: Στρέψτε τον περιστροφικό διακόπτη του Πολύµετρου στην ένδειξη Α και επιλέξτε την κατάλληλη κλίµακα αρχίζοντας από τη µεγαλύτερη Συνδέστε το (-) στην υποδοχή COM του Αµπερόµετρου. Συνδέστε το (+) στην υποδοχή ma του Αµπερόµετρου Σύνδεση του Πολύµετρου ως Βολτοµέτρου:: Στρέψτε τον περιστροφικό διακόπτη του Πολύµετρου στην ένδειξη 20V Συνδέστε το (-) στην υποδοχή COM του Βολτοµέτρου Συνδέστε το (+) στην υποδοχή V/Ω του Βολτοµέτρου ΠΡΟΣΟΧΗ!!! : Το µείον (-) τόσο του βολτοµέτρου όσο και του αµπερόµετρου, είναι η υποδοχή COM του ψηφιακού πολύµετρου.

21 ΠΕΙΡΑΜΑ Μέτρηση µιας ωµικής αντίστασης Νόµος του Ohm 1) Πραγµατοποιείστε το κύκλωµα του σχήµατος συνδέοντας στη θέση του καταναλωτή Κ τον αντιστάτη 100Ω από το κουτί των αντιστάσεων. 2) Μεταβάλλετε την τάση στο τροφοδοτικό και µετρήστε για κάθε τιµή της τάσης στο βολτόµετρο την αντίστοιχη τιµή της έντασης στο αµπερόµετρο και καταχωρείστε τις µετρήσεις στον παρακάτω πίνακα 1. Οι τιµές της τάσης στο βολτόµετρο να είναι αυτές που αναγράφονται στον πίνακα 1 Χρησιµοποιήστε και το κουµπί µικροµετρικής µεταβολής για µεγαλύτερη ακρίβεια. 3) Υπολογίστε το πηλίκο R= I V για κάθε ζεύγος τιµών της τάσης και της έντασης και καταχωρήστε το στην τρίτη στήλη του πίνακα 1 (στρογγυλοποιείστε χωρίς δεκαδικά ψηφία) 4) Υπολογίστε τη µέση τιµή του πηλίκου I V (στρογγυλοποιείστε χωρίς δεκαδικά ψηφία) και καταχωρήστε τη στην τέταρτη στήλη του πίνακα 1 ΠΙΝΑΚΑΣ 1 (Καταναλωτής Κ) Αντιστάτης V(Volts) I (Amp) R= I V Μέση τιµή του I V

22 5) Σχεδιάστε τη γραφική παράσταση της έντασης του ρεύµατος σε συνάρτηση µε την τάση. (τεταγµένες,δηλαδή κατακόρυφα, τα I, και τετµηµένες, δηλαδή οριζόντια, τα αντίστοιχα V) στο χαρτί µιλιµετρέ. 6) Υπακούει η αντίσταση στο νόµο του Ohm ΝΑΙ - ΟΧΙ 7) Υπολογίστε την τιµή της αντίστασης από τη γραφική παράσταση που σχεδιάσατε..

23 ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ ΜΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΤΟ ΠΟΛΥΜΕΤΡΟ Το πολύµετρο είναι ένα όργανο το οποίο χρησιµοποιείται σε ηλεκτρικές µετρήσεις κυρίως µετρούµε την τάση, το ρεύµα και την αντίσταση αλλά επίσης, ανάλογα µε το συγκεκριµένο όργανο, µπορούµε να µετρήσουµε χωρητικότητες, συχνότητες κλπ. Τα πολύµετρα είναι συνήθως ηλεκτρονικά (ψηφιακά) και φορητά όργανα και λειτουργούν µε µπαταρία. Έχουν τρεις ή τέσσερες ακροδέκτες, οι οποίοι συνδέονται ανά δύο όπως απαιτεί η συγκεκριµένη µέτρηση, ενώ το µέγεθος το οποίο µετρούµε (Volt, Ampere κλπ) και το εύρος της µέτρησης (συνήθως έως 2, 20, 200 κλπ) επιλέγεται µε κατάλληλο συνδυασµό πλήκτρων ή περιστροφικού επιλογέα. Σαν βολτόµετρα, η εσωτερική αντίσταση τους είναι πολύ µεγάλη, της τάξεως των 10ΜΩ. Στο Εργαστήριο Φυσικής τα χρησιµοποιούµε αντί για απλά βολτόµετρα και αµπερόµετρα, επιλέγοντας καταλλήλως τον τύπο λειτουργίας τους, το κατάλληλο ζεύγος ακροδεκτών και το εύρος της µέτρησης µε τον επιλογέα. Η συνδεσµολογία γενικά για το βολτόµετρο ή το αµπερόµετρο είναι: Το βολτόµετρο, συνδέεται στα (δύο) σηµεία του ηλεκτρικού κυκλώµατος στα οποία θέλουµε να µετρήσουµε την διαφορά δυναµικού. Χρησιµοποιούµε την έκφραση "συνδέεται παράλληλα". Το αµπερόµετρο, παρεµβάλλεται στο σηµείο του ηλεκτρικού κυκλώµατος όπου θέλουµε να µετρήσουµε την τιµή του ρεύµατος το οποίο διαρρέει εκείνο το σηµείο. Χρησιµοποιούµε την έκφραση "συνδέεται σε σειρά". Στην φωτογραφία φαίνεται ένα τυπικό απλό πολύµετρο. Τα παρακάτω αναφέρονται ειδικά σε αυτό το πολύµετρο, αλλά γενικά ισχύουν, µε µικρές παραλλαγές, για όλα τα πολύµετρα. Κάτω δεξιά φαίνονται οι τρεις ακροδέκτες αυτού του πολύµετρου. Ο ακροδέκτης COM είναι ο κοινός ακροδέκτης, ο οποίος είναι πάντα συνδεδεµένος. Ο δεύτερος ακροδέκτης, ακριβώς από πάνω µε την ένδειξη VΩmA χρησιµοποιείται (σε αυτό το πολύµετρο) µαζί µε τον ακροδέκτη COM για την µέτρηση τάσεων, αντιστάσεων και µικρού σχετικά ρεύµατος σε ma, ενώ ο τρίτος ακροδέκτης µε την ένδειξη 10ADC (σε άλλα πολύµετρα 20ADC) χρησιµοποιείται µαζί µε τον ακροδέκτη COM µόνο για την µέτρηση µεγάλου ρεύµατος έως 10A (20Α). Ο περιστροφικός επιλογέας, ο οποίος λειτουργεί και σαν διακόπτης, επιλέγει τον τύπο µέτρησης (DC: συνεχής, AC: εναλλασσόµενη) συνεχής τάση-πάνω αριστερά, εναλλασσόµενη τάση-πάνω δεξιά, συνεχές ρεύµα-δεξιά, αντίσταση-κάτω αριστερά, ενώ σε κάθε περιοχή επιλέγουµε το εύρος της αντιστοίχου µέτρησης, π.χ. το 2000m στα DCV σηµαίνει ότι σε αυτή την θέση µπορούµε να µετρήσουµε συνεχή τάση µέχρι 2000mV (2V), ενώ το 20k στην περιοχή των Ω σηµαίνει ότι σε αυτή την θέση µπορούµε να µετρήσουµε µέχρι 20kΩ. Σε αυτό το πολύµετρο διακρίνουµε την περιοχή µέτρησης των 10Α, ενώ η θέση hfe µετρούµε τα χαρακτηριστικά των τρανζίστορ τα οποία για να µετρηθούν τοποθετούνται στις κατάλληλες υποδοχές κάτω αριστερά. Στα ψηφιακά πολύµετρα η ένδειξη είναι προσηµασµένη είναι θετική αν ο ακροδέκτης VΩ ma συνδεθεί σε σηµείο το οποίο είναι θετικότερο από το σηµείο όπου συνδέεται ο ακροδέκτης COM ενώ είναι αρνητική αν συνδεθούν αντίστροφα, οπότε εµφανίζεται ένα µείον µπροστά από την ένδειξη.

24 ΤΟ ΤΡΟΦΟ ΟΤΙΚΟ - ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΡΟΦΟ ΟΤΙΚΟΥ Για τη λειτουργία του τροφοδοτικού στο εργαστήριο πρέπει να γνωρίζουµε 7. Κουµπί επαναφοράς σε λειτουργία 8. Ψηφιακή ένδειξη τάσης ή έντασης 9. Ενδεικτικές λυχνίες LED για την ένδειξη Ampere ή Volts. 10. Μπουτόν αλλαγής ένδειξης από V σε Α και αντιστρόφως 11. ιακόπτης λειτουργίας (ON/OFF) µε ενδεικτική λυχνία 12. Κουµπί χονδρικής µεταβολής τάσης 20 V 13. Κουµπί µικροµετρικής µεταβολής τάσης 20V 14. Αρνητική έξοδος τάσης 20V 15. Θετική έξοδος τάσης 20V ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΟΥ ΤΡΟΦΟ ΟΤΙΚΟΥ (παραβλέψτε το) 1. Ψηφιακή ένδειξη τάσης 500 V 2. Κουµπί επαναφοράς σε λειτουργία 3. Ψηφιακή ένδειξη τάσης ή έντασης 4. Ενδεικτικές λυχνίες LED για την ένδειξη Ampere ή Volts. 5. Μπουτόν αλλαγής ένδειξης από V σε Α και αντιστρόφως 6. Αρνητική έξοδος τάσης ± 5 V (± 8 ) 7. ιακόπτης µεταβολής τάσης από ± 5V / στα ± 8V και αντιστρόφως 8. Θετική έξοδος τάσης ± 5V (± 8V) 9. Κοινή έξοδος για ± 5V (±8V) 10. ιακόπτης επιλογής εναλλασσόµενης τάσης 11. Έξοδοι εναλλασσόµενης τάσης 12. Ενδεικτική λυχνία ΙΕΟ για ύπαρξη εναλλασσόµενης τάσης στην έξοδο 13. Έξοδοι εναλλασσόµενης τάσης 14. Θετική έξοδος τάσης 20V 15. Αρνητική έξοδος τάσης 20V 16. Κουµπί µικροµετρικής µεταβολής τάσης 20V 17. Κουµπί χονδρικής µεταβολής τάσης 20 V 18. Θετική έξοδος τάσης 500 V 19. Αρνητική έξοδος τάσης 500 V 20. Κουµπί µεταβολής τάσης- 500 V 21. ιακόπτης λειτουργίας (ON/OFF) µε ενδεικτική λυχνία

25 Πως φτιάχνω ένα απλό κύκλωµα στον πάγκο: Έστω ότι θέλω να φτιάξω το παρακάτω κύκλωµα στον πάγκο. Όπως βλέπω αποτελείται από µια πηγή Ε, ένα αµπερόµετρο Α, ένα καταναλωτή Κ και ένα βολτόµετρο V. Παρατηρώ ότι κάθε όργανο ή εξάρτηµα έχει δύο άκρα: από το ένα µπαίνουν τα φορτία και από το άλλο φεύγουν. Ας δούµε τώρα πως θα φτιάξω το κύκλωµα αυτό στο εργαστήριο. Βρίσκω πρώτα τα όργανα - εξαρτήµατα που θα χρησιµοποιήσω καθώς και τα δύο άκρα τους. Μετά ξεκινώ συνήθως από την πηγή. Συνδέω πρώτα τα στοιχεία σε σειρά και παραβλέπω αρχικά τα στοιχεία που θα συνδεθούν παράλληλα δηλαδή ξεχνώ αρχικά το Βολτόµετρο. Παίρνω λοιπόν ένα καλώδιο και βάζω το ένα άκρο του στο άκρο Α, δηλαδή στο (+) της πηγής. Το άλλο άκρο του καλωδίου το βάζω (όπως µου δείχνει το κύκλωµα ) στο (+) του αµπερόµετρου. (Παρατηρώ δηλαδή ότι το + το συνδέω µε το +). Στη συνέχεια µε άλλο καλώδιο φεύγω από το άκρο Γ του αµπερόµετρου, δηλ. το (-), και πηγαίνω στο άκρο του καταναλωτή. Φεύγω από το άλλο άκρο Ε του καταναλωτή και επιστρέφω στο άλλο άκρο Ζ της πηγής, δηλ. το (-). Τέλος, συνδέω το βολτόµετρο προσέχοντας το (-) του βολτόµετρου να συνδεθεί στο άκρο του καταναλωτή που συνδέεται µε το (-) της πηγής, δηλ. στο Ε, και το (+) του βολτόµετρου το συνδέω στο άλλο άκρο του καταναλωτή, δηλ. στο. Π Ρ Ο Σ Ο Χ Η!!! : Το µείον (-) τόσο του βολτόµετρου όσο και του αµπερόµετρου, είναι η υποδοχή COM του ψηφιακού πολύµετρου.

26 Εξοικείωση στις βασικές έννοιες του ηλεκτρισµού. Νόµος του Ohm Όταν εφαρµόσουµε µία διαφορά δυναµικού (τάση) V στα άκρα ενός αγωγού (αλλά και ηµιαγωγού) θα διαπεράσει τον αγωγό ένα ρεύµα Ι. Σε αυτήν την περίπτωση, η αντίσταση R είναι ίση µε την διαφορά δυναµικού V στα άκρα της προς το ρεύµα Ι που την διαρρέει και υπολογίζεται από την σχέση: V R= (Νόµος του Ohm) (1) I Με τον όρο αντίσταση περιγράφουµε δύο έννοιες: [i] Το φαινόµενο της αντίστασης διέλευσης ρεύµατος µέσα από ένα υλικό όταν εφαρµόσουµε στα άκρα του µία διαφορά δυναµικού V. [ii] To υλικό (ή την ιδιότητα του υλικού) το οποίο παρεµβάλλεται σε ένα κύκλωµα και που ρυθµίζει το διερχόµενο ρεύµα Ι όταν εφαρµόσουµε στα άκρα του µία διαφορά δυναµικού V Αν µεταβάλουµε την τάση θα µεταβληθεί γενικά και το ρεύµα η µεταβολή αυτή µπορεί να περιγραφεί από την συνάρτηση I=f(V). Στους αγωγούς και σε µερικά άλλα υλικά και για σταθερές συνθήκες θερµοκρασίας και πίεσης, η συνάρτηση αυτή είναι γραµµική και το αντίστροφο της κλίσης της (ή η κλίση της συνάρτησης V=f(I) ) ονοµάζεται αντίσταση του υλικού το δε υλικό αυτό χαρακτηρίζεται ως ωµικό υλικό. Σε αυτή την περίπτωση µπορούµε να γράψουµε ότι το ρεύµα το οποίο διαρρέει την αντίσταση υπολογίζεται από V την σχέση R= I Αν η συνάρτηση δεν είναι γραµµική (π.χ. στους ηµιαγωγούς), το υλικό χαρακτηρίζεται ως µη ωµικό. Σε κάθε περίπτωση η αντίσταση εξαρτάται από την θερµοκρασία του υλικού. Αν θερµάνουµε µία ωµική αντίσταση, η οποία αρχικά διαρρέεται από ρεύµα Ι=V/R, όπου V η (σταθερή) διαφορά δυναµικού που εφαρµόζεται στα άκρα της και R η αντίσταση σε θερµοκρασία αναφοράς, θα παρατηρήσουµε µία ελάττωση (συνήθως) του ρεύµατος που εξηγείται µε µία αύξηση της αντίστασης. Αυτό ισχύει στους περισσότερους αγωγούς και χαρακτηριστικό παράδειγµα έχουµε στην λυχνία πυρακτώσεως, όπου, παρόλο το νήµα της λυχνίας είναι από αγωγό, η συνάρτηση I=f(V) δεν είναι γραµµική, διότι µε την µεταβολή του ρεύµατος, µεταβάλλεται η θερµοκρασία του νήµατος (µέχρι και που φωτοβολεί) και αυξάνεται η αντίστασή του. Αντιστάσεις σε σειρά Αν έχουµε τις αντιστάσεις R 1, R 2, R n συνδεδεµένες σε σειρά, όπως στο σχήµα, η ισοδύναµη αντίσταση R ισούται µε το άθροισµα των αντιστάσεων Ri, i=1, 2,..,n. (2) Αντιστάσεις παράλληλες Αν έχουµε τις αντιστάσεις R 1, R 2, R n συνδεδεµένες παράλληλα η µία µε την άλλη, όπως στο σχήµα, το αντίστροφο της ισοδύναµης αντίστασης R ισούται µε το άθροισµα των αντιστρόφων των αντιστάσεων Ri, i=1, 2,..,n. (3) Σε ένα πολύπλοκο συνδυασµό αντιστάσεων, επαναλαµβάνουµε αυτές τις διαδικασίες, εφόσον µπορούµε, µέχρι να καταλήξουµε σε ένα απλό συνδυασµό ή µία αντίσταση.

27 ΠΕΙΡΑΜΑ: ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Σκοπός Να µελετηθεί η αρχή διατήρησης της ενέργειας σε ηλεκτρικό κύκλωµα µε κινητήρα 1. Υλικά Τροφοδοτικό Μικρός ηλεκτροκινητήρας συνεχούς ρεύµατος ( V max = 5 V ) Αντιστάτης µε ονοµαστική τιµή αντίστασης 10 Ω Βολτόµετρο συνεχούς (πολύµετρο) Αµπερόµετρο συνεχούς (πολύµετρο) ιακόπτης Αγωγοί σύνδεσης Για την πραγµατοποίηση και κατανόηση της άσκησης χρειάζονται οι παρακάτω γνώσεις α) Ενέργεια και ισχύς του ηλεκτρικού ρεύµατος β) Ηλεκτρεγερτική δύναµη πηγής 2. Πειραµατική διαδικασία Πραγµατοποιούµε τη συνδεσµολογία του σχήµατος, συνδέοντας σε σειρά την πηγή, τον αντιστάτη «10Ω», τον κινητήρα, το αµπερόµετρο και τον διακόπτη 1. Θέτουµε τάση στην πηγή περίπου 5V 2. Κλείνουµε το κύκλωµα µε τον διακόπτη και µετράµε την ένταση Ι του ρεύµατος. 3. Κατόπιν µε ένα βολτόµετρο µετράµε διαδοχικά a) την πολική τάση Vπ της πηγής, β) την τάση V R στα άκρα του αντιστάτη γ) την τάση V κ στα άκρα του κινητήρα. Καταχωρούµε τις παραπάνω τιµές στον ΠΙΝΑΚΑ 1. ΠΙΝΑΚΑΣ 1 ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ Μ Ε Γ Ε Θ Ο Σ Τ Ι Μ Η Τάση στους πόλους της πηγής µε βολτόµετρο Vπ V Αντίσταση (ονοµαστικής τιµής 10 Ω) R 10 Ω Ένταση ρεύµατος µε περιστροφή του άξονα του κινητήρα I A Τάση στα άκρα του αντιστάτη όταν ο κινητήρας στρέφεται V R V Τάση στα άκρα του κινητήρα όταν ο κινητήρας στρέφεται V κ V

28 1. Υπολογίζουµε την ολική ισχύ Ρ ολ που καταναλίσκεται στο κύκλωµα, όταν περιστρέφεται ο άξονας και καταχωρούµε την τιµή της στον ΠΙΝΑΚΑ Υπολογίζουµε την ηλεκτρική ισχύ Ρ εξ, που παρέχει η πηγή στο κύκλωµα, όταν περιστρέφεται ο άξονας του κινητήρα και καταχωρούµε την τιµή της στον ΠΙΝΑΚΑ Υπολογίζουµε τη θερµική ισχύ Ρ R, που καταναλώνεται στον αντιστάτη, όταν περιστρέφεται ο άξονας του κινητήρα και καταχωρούµε την τιµή της στον ΠΙΝΑΚΑ Υπολογίζουµε την ηλεκτρική ισχύ Ρ κ, που καταναλώνεται στον κινητήρα, όταν περιστρέφεται ο άξονας και καταχωρούµε την τιµή της στον ΠΙΝΑΚΑ 2. ΠΙΝΑΚΑΣ 2 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Μ Ε Γ Ε Θ Ο Σ Τ Ι Μ Η Ηλεκτρική ισχύς πηγής (ολική ισχύς) P π = V π I P π W Θερµική ισχύς στον αντιστάτη R Ρ R = I 2 R P R W Ηλεκτρική ισχύς στον κινητήρα Ρ κ = V κ Ι Ρ κ W 5. Συγκρίνουµε την ισχύ της πηγής P π και την ισχύ στο κύκλωµα Ρ R + Ρ κ P π =. Ρ + Ρ κ =.. R Συµπέρασµα:.... Επαναλαµβάνουµε το πείραµα και για διαφορετικές τιµές της τάσης V της πηγής