96 - Παραγωγή εναλλασσόμενης τάσης.

Παραγωγή εναλλασσόμενης τάσης

Γουρζής Στάθης – Φυσικός Συνεργάτης ΕΚΦΕ Λευκάδος 2008 – 2012 Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών Νυδριού Λευκάδος

Από το σχολικό βιβλίο της Φυσικής Β΄ Λυκείου – Κατεύθυνσης …

Στο εργαστήριο Φυσικών Επιστημών του σχολείου μας …

… μια βάση στήριξης, μια μικρή μεταλλική ράβδο, σύνδεσμο και λαβίδα …

… με τα οποία θα κατασκευάσουμε μια διάταξη για την σταθερή τοποθέτηση των αισθητήρων που θα χρησιμοποιηθούν …

… τον Η/Υ του εργαστηρίου …

… και το MultiLog με τους αισθητήρες του μαγνητικού πεδίου και της τάσης, μαζί με έναν μαγνήτη …

Κατασκευάζουμε αυτή την πειραματική διάταξη, που θα μας δώσει την δυνατότητα να μελετήσουμε την παραγωγή της εναλλασσόμενης τάσης από τον

κινητήρα του εργαστηρίου…

… και ανοίγουμε Το MultiLog …

Συνδέω πρώτα τον αισθητήρα

της τάσης …

… και με το « Port »

εμφανίζεται η ονομασία

του …

… ενώ με το « Range », το

εύρος των μετρήσεων που μπορεί να πάρει …

« Voltage » « +- 2,5 Volt »

Μετά συνδέω πρώτα τον

αισθητήρα του μαγνητικού πεδίου …

… και πατώντας το « Sensor » …

… εμφανίζεται η ονομασία του …

« Magnet_H »

Συνδέουμε τώρα, τον αισθητήρα της τάσης, στα άκρα της διάταξης του

κινητήρα του εργαστηρίου …

… και ύστερα συνδέουμε τον αισθητήρα του

μαγνητικού πεδίου, σε μια θέση ώστε να μετρά το

πεδίο γύρω από τον κινητήρα …

… εδώ φαίνεται από την άλλη μεριά του

κινητήρα …

… και εδώ φαίνεται από την πάνω μεριά

του κινητήρα …

Ξεκινάμε το πρόγραμμα DB-Lab 3.2 …

… και από το Μενού « Καταγραφέας » επιλέγουμε « Πίνακας Ελέγχου » …

… ενώ από το Μενού « Σημεία » επιλέγουμε « 100 », και από το « Ρυθμός » επιλέγουμε «10 / sec » …

Με μερικές δοκιμαστικές περιστροφές του κινητήρα, το πρόγραμμα μας δείχνει την μεταβολή του μαγνητικού πεδίου,

αλλά και τις εναλλαγές της τάσης στα άκρα του …

… εδώ σε πλήρη κάλυψη της οθόνης του Η/Υ …

Μαγνητικό πεδίο Τάση

… και εδώ σε προβολή από τον projector του εργαστηρίου …

Μαγνητικό πεδίο

Τάση

Στη συνέχεια τοποθετούμε έναν μαγνήτη στο επάνω μέρος του κινητήρα …

… και περιστρέφουμε τον κινητήρα, όχι απαραίτητα

με μεγάλη γωνιακή ταχύτητα …

Η εναλλασσόμενη τάση που παράγεται, καταγράφεται από το πρόγραμμα, καθώς και η μεταβολή του μαγνητικού πεδίου …

Μέγιστη θετική τιμή της παραγόμενης τάσης, περίπου, στα 20 mV …

Μαγνητικό πεδίο

Τάση

Μέγιστη θετική τιμή της παραγόμενης τάσης, περίπου, στα 20 mV …

… από το Μενού « Σημεία » επιλέγουμε « 500 », και από το « Ρυθμός » επιλέγουμε « 25 / sec » …

Δοκιμάζουμε να αλλάξουμε την ακρίβεια των μετρήσεών μας και …

… περιστρέφουμε τώρα τον κινητήρα, με

αρκετά μεγάλη γωνιακή ταχύτητα …

Η εναλλασσόμενη τάση που παράγεται, καταγράφεται πάλι από το πρόγραμμα, καθώς και η μεταβολή του μαγνητικού πεδίου,

ενώ παρατηρούμε την αύξηση της μέγιστης θετικής τιμής της παραγόμενης τάσης, από τα 20 mV, που ήταν προηγούμενα, στα 100 mV …

Μέγιστη θετική τιμή της παραγόμενης τάσης, περίπου, στα 100 mV …

Τάση Μαγνητικό πεδίο

Βγάζουμε τον μαγνήτη από τον κινητήρα,

για να δοκιμάσουμε μια καινούργια πειραματική

διάταξη …

Αλλάζουμε την ακρίβεια των μετρήσεών μας και …

… από το Μενού « Σημεία » επιλέγουμε « 100 », και από το « Ρυθμός » επιλέγουμε « 50 / sec » …

… και περιστρέφουμε τον κινητήρα, πολύ αργά, με

μικρή γωνιακή ταχύτητα …

Το πρόγραμμα καταγράφει τη μεταβολή του μαγνητικού πεδίου …

… και μας δείχνει την μεταβολή του πιο καθαρά, αν χρησιμοποιήσουμε αυτές τις τιμές δειγματοληψίας …

… από το Μενού « Σημεία » επιλέγουμε πάλι « 500 », και από το « Ρυθμός » επιλέγουμε « 25 / sec » …

Δοκιμάζουμε να αλλάξουμε πάλι την ακρίβεια των μετρήσεών μας και …

Τώρα, κρατώντας τον κινητήρα ακίνητο και

ακουμπώντας με το χέρι τον άξονα περιστροφής …

Αισθητήρας μαγνητικού πεδίου

Αισθητήρας τάσης

Το πρόγραμμα καταγράφει εναλλασσόμενη τάση, χωρίς την παρουσία του μαγνήτη,

πλάτους, περίπου, 150 mV …

… και ένα μαγνητικό πεδίο, που σταθεροποιείται με την πάροδο του χρόνου …

Ξανά αλλάζουμε την ακρίβεια των μετρήσεών και …

… από το Μενού « Σημεία » επιλέγουμε « 1000 », και από το « Ρυθμός » επιλέγουμε « 100 / sec » …

Τώρα, κρατώντας πάλι τον κινητήρα ακίνητο και

ακουμπώντας με το χέρι τον άξονα περιστροφής …

Το πρόγραμμα καταγράφει εναλλασσόμενη τάση, χωρίς την παρουσία του μαγνήτη,

πλάτους, περίπου, 110 mV …

V = 110 mV

Τώρα, κρατώντας πάλι τον κινητήρα ακίνητο και σταθεροποιώντας τον

άξονα περιστροφής με μια τσιμπίδα …

Το πρόγραμμα καταγράφει τώρα εναλλασσόμενη τάση, χωρίς, πάλι, την παρουσία του μαγνήτη,

πλάτους, περίπου, 50 mV …

V = 50 mV

Τώρα, κρατώντας πάλι τον κινητήρα ακίνητο και σταθεροποιώντας τον

άξονα περιστροφής με μια τσιμπίδα, προσθέτουμε

και τον μαγνήτη …

Το πρόγραμμα καταγράφει τώρα εναλλασσόμενη τάση, με την παρουσία του μαγνήτη,

πλάτους, πάλι, περίπου 50 mV …

V = 50 mV

Τέλος πειράματος …