אופיין של נורה ותיל מתכתי, תלות התנגדות באורך

Transcript

1 אופיין של נורה ותיל מתכתי, תלות התנגדות באורך ציוד: : נורה של 2.5V, תיל מוליך בעל התנגדות של 17Ω לפחות, ראוסטט בעל התנגדות של כ 15Ω, חיישן זרם (Voltage sensor) חיישן מתח,(Current sensor) מציאת אופיין של תיל מוליך, מציאת אופיין של נורת להט, חקירת תלות התנגדות התיל באורכו של התיל., 5 תילים מוליכים, "תנין". מטרות ה 1. אופיין של תיל מוליך הדלק את ממשק המערכת. חבר את חיישן מתח לכניסה של הערוצים האנלוגיים ואת חיישן זרם לכניסה B. העלה את התוכנה,Data Studio בחלון Studio" "Welcome to Data הקלק על Experiment" :"Create.2 הגדרת חיישני מתח וזרם בחלון Experiment Setup הנפתח בפתיחת התוכנה הקלק על הערוץ האנלוגי בתמונת הממשק: B G בחר את חיישן מתח sensor) (Voltage מתוך רשימת החיישנים הנפתחת (הקלק על שמו פעמיים). הקלק על הערוץ האנלוגי B בתמונת הממשק ובחר מתוך רשימת החיישנים את חיישן זרם sensor).(current הקלק על יציאת מקור המתח הפנימי (החץ "G" בתרשים) ייפתח לוח בקרה של המקור. לחץ על הכפתור (1) (ראה תרשים הבא), גלול מעלה את הרשימה הנפתחת ובחר ממנה את.DC Voltage לחץ על כפתור (2) Rate Measurements nd Sample ומחק סימון ליד.Measure Output Voltage השאר את ברירת המחדל של קצב דגימה ) Hz 100). בשדה DC Voltage הקלד 2 במקום

2 סגור את לוח הבקרה. שים לב: המחולל יתחיל לספק מתח למעגל עם תחילת המדידה ויכבה בתום המדידה. הגדרת מדידה ידנית 5. בחלון Experiment setup לחץ על הכפתור Sampling Options תיפתח כרטסת ההגדרות. Manual Sampling סמן Keep data values only when commanded ומחק סימון של.OK לחץ על כפתור.Enter a keyboard value when data is kept בכרטיסיה פתיחת חלון גרף "זרם כנגד המתח" (אופיין) הקלק פעמיים על כותרת התצוגה Graph באזור Displays ייפתח חלון בחירת נתונים. הקלק על כותרת הזרם (Current) פעמיים עם מקש העכבר השמאלי ייפתח חלון גרף "זרם כנגד הזמן". מקם את סמן העכבר על כותרת הציר האופקי ("Time") הסמן יחליף את צורתו ב"טבלה". לחץ על מקש העכבר השמאלי ובחר את Voltage מתוך הרשימה. פעולה זו תוסיף גם מסד נתונים חדש Current vs Voltage ל Data..7

3 ה ) אין להפעיל מערכת לפני שמורה יבדוק את המעגל! V תיל חיישן מתח חיישן זרם הרכב מעגל לפי התרשים, השתמש בתיל בעל התנגדות של 17 Ω לפחות! הקפד על קוטביות החיישנים בחיבורם למעגל כבל האדום ""). 1. מקם את המגע הנייד באחד הקצוות של הראוסטט. 2. לחץ על כפתור Start הכפתור " יתפצל" לשני כפתורים: Stop ו.Keep לחץ על הכפתור Keep (או הקש ltk במקלדת המחשב) הדגימה הראשונה תיקלט במסד הנתונים. גרור את המגע הנייד של הראוסטט למרחק של כ 2 ס"מ מהנקודה בה הוא נמצא ושוב לחץ על.Keep בתום 10 מדידות לחץ על. Stop כדי להתאים את קנה המידה של מערכת הצירים לגודל הגרף, לחץ על כפתור Fit to Scale הגרף. שמור את הפעילות. הנמצא בסרגל כלים של חלון Stop עיבוד נתוני המדידות התאם פונקציה קווית לגרף שקיבלת: לחץ על הכפתור Fit הנמצא בסרגל כלים של חלון גרף ובחר מתוך הרשימה את.Linear Fit במערכת הצירים יוסף קו מגמה ובתיבת הטקסט שתיפתח יופיעו פרמטרים של משוואת הקו כאשר ה m הוא השיפוע. רשום את שיפוע הגרף וחשב בעזרתו את התנגדות התיל. 2. אופיין נורת להט פתח חלון גרף חדש "זרם כנגד המתח" (ראה הסבר ב הראשון). לחץ על כפתור Data בסרגל כלים של חלון הגרף והקלק על Data" :"No Fit to Scale B 2. החלף במעגל את תיל מוליך בנורת להט. גרור את המגע הנייד למקום הצמוד לנקודת החיבור B (ראה תרשים המעגל). 3. לחץ על כפתור Start הכפתור "יתפצל" לשני הכפתורים: Stop ו.Keep לחץ על הכפתור Keep הדגימה הראשונה ייקלט במסד הנתונים. גרור את המגע הנייד של הראוסטט במרחק של כ 2 ס"מ ושוב לחץ על Keep (בגרירת המגע הנייד קח בחשבון שעליך לעשות 10 דגימות במהלך המדידה). בתום 10 דגימות לחץ על Stop ואחרי כן על כפתור Fit to Scale (הנמצא בסרגל כלים של חלון גרף).. שמור את הפעילות. V

4 עיבוד נתוני המדידות היעזר בהתאמת פונקציה קווית לקטעים שונים של הגרף והעריך את התנגדות חוט הלהט במצבים קר וחם. 3. תלות התנגדות של תיל מוליך באורכו של תיל היעזר במחשבון והגדר פונקצית התנגדות לפי חוק אוהם ) I :( R=V פתח מחשבון ע"י לחיצה על הכפתור :ccept על הכפתור Rולחץ = y / x בסרגל הכלים הראשי. בשדה Definition הקלד פונקציה לחץ על כפתור "y" Please define variable ומתוך הרשימה הנפתחת בחר את.Data Measurement בחלון המקורות שייפתח בחר את Voltage (הקלק עליו פעמיים). לחץ על כפתור "x" Please define variable ובחר את Current מתוך הרשימה. לחץ על הכפתור Properties הנמצא במחשבון ייפתח חלון ההגדרות. הקלד R בשדות,Variable name Measurement Name ואת Ohm בשדה "Ohm") Units יחידת התנגדות). אשר את הגדרותיך ע"י לחיצה על.OK עבור לחלון.Experiment setup פתח הגדרות של מדידה ידנית (ראה סעיף 5 ב"" ב הראשון) וסמן אופציה:.Enter a keyboard value when data is kept בשדה Name הקלד "אורך", ובשדה m Units (יחידה של אורך). לחץ על.OK.2

5 ה ) פתח חלון גרף חדש עבור ההתנגדות R (ראה "פתיחת חלון גרף" ב"" של ה הראשון). החלף את המשתנה של הציר האופקי מ"זמן" ל"אורך" (ראה הסבר ב"אתחול מערכת" של ה הראשון, סעיף 7). הרכב מעגל חדש, השתמש בתיל בעל התנגדות של למעגל כבל האדום ""). 17 Ω לפחות! הקפד על קוטביות החיישנים בחיבורם.5 B תיל V "תנין" חבר "תנין" לתיל שאתה חוקר במרחק של 8 ס"מ מנקודת החיבור B. וודא שיש מגע טוב בין ה"תנין" לתיל. הרץ מדידה ולחץ על כפתור Keep ייפתח חלון בו עליך להקליד את אורך התיל בין נקודות החיבור במטרים. אחרי ההקלדה לחץ על OK או הקש על Enter במקלדת המחשב. הזז את התנין ב 2 ס"מ (הגדל את אורך התיל בין החיבורים) וחזור אל המדידה. המשך למדוד עד שתגיע למרחק של 30 ס"מ מהנקודה B (ראה תרשים של המעגל). בתום המדידות לחץ על כפתור.Stop עיבוד נתוני המדידות התאם פונקציה קווית לגרף שקיבלת: לחץ על הכפתור Fit הנמצא בסרגל כלים של חלון גרף ובחר מתוך הרשימה את.Linear Fit בתיבת טקסט שתיפתח יופיעו פרמטרים של משוואת הקו כאשר ה m הוא שיפוע. רשום את שיפוע הגרף ומצא בעזרתו את התנגדות התיל. מדוד עם קליבר את קוטר התיל וחשב את שטח החתך של תיל. תלות ההתנגדות של תיל מוליך באורך ניתנת ע"י נוסחה:, R= ρ l כאשר R התנגדות התיל, ρ התנגדות סגולית של החומר ממנו עשוי התיל, שטח החתך של התיל, l אורך התיל. היעזר בשיפוע שמצאת וחשב את ההתנגדות הסגולית של החומר ממנו עשוי התיל. ה בסיום כבה את הממשק,PSCO פרק את המעגל, סדר את כל הציוד במגש והחזר את המגש לעגלה על המסילות