Φυσική Β′ Λυκείου Γεν. Παιδείας 1ο Γεν. Λύκειο Χαλανδρίου

Ονοματεπώνυμο:

Απαιτούμενα όργανα και υλικά: 1.Πηγή συνεχούς ρεύματος (Τροφοδοτικό), 2.Βάση για στήριξη λαμπτήρα (1), 3.Λαμπτήρας (1), 4.Πολύμετρο (2), 5.Αντιστάτης 100Ω (1), 6.Καλώδια (5).

Στόχοι της άσκησηςΟ μαθητής να μάθει

να υπολογίζει την αντίσταση ενός μεταλλικού αγωγού να ελέγχει τις προϋποθέσεις για την ισχύ του νόμου του Ohm.

Α. Πειραματική διαδικασία.

1. α) Συναρμολόγησε το κύκλωμα του σχ. 1 σύμφωνα με τις οδηγίες του καθηγητή σου. Η κλίμακα του αμπερομέτρου να είναι στην ένδειξη 200mA και του βολτομέτρου στα 20V.

!!!! Το βολτόμετρο V μετρά την τάση (διαφορά δυναμικού) στα άκρα του αντιστάτη R και δείχνει διαφορετική ένδειξη από το βολτόμετρο του τροφοδοτικού.

γ) Σημείωσε τις τιμές της τάσης V και της έντασης I στις αντίστοιχες στήλες του Πίνακα 1.

Επιμέλεια: Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός

Πίνακας 1Ένδειξη

Βολτομέτρου ( V )Ένδειξη

Αμπερομέτρου ( x10-3 Α )Αντίσταση ( Ω )

R =

0 0 -

1

1η Πειραματική διαδικασίαΘΕΜΑ : Υπολογισμός αντίστασης μεταλλικού αγωγού. Ισχύς νόμου του Ohm.

Βολτόμετρο

σχ.1

A

V

Αντιστάτης 100Ω

R

IΤροφοδοτικό

+ -

Αμπερόμετρο

β) Γυρνώντας το κουμπί του βολτομέτρου του τροφοδοτικού, μπορείς να μεταβάλλεις την τάση στα άκρα του αντιστάτη. Για κάθε τιμή της τάσης, να μετράς την αντίστοιχη τιμή της έντασης του ρεύματος από το αμπερόμετρο.

Φυσική Β′ Λυκείου Γεν. Παιδείας 1ο Γεν. Λύκειο Χαλανδρίου

δ) Αφού τελειώσεις τις μετρήσεις, να κλείσεις το τροφοδοτικό.

2. Με το διακόπτη του τροφοδοτικού κλειστό, να συνθέσεις το κύκλωμα του σχ.2 κάνοντας τις παρακάτω ενέργειες:

β) Στο ηλεκτρικό κύκλωμα που χρησιμοποίησες στο προηγούμενο πείραμα, αντικατέστησε τον αντιστάτη με το λαμπάκι (σχ. 2). Για να το πετύχεις, το μόνο που χρειάζεται είναι να μεταφέρεις τους ακροδέκτες των καλωδίων που κατέληγαν στα άκρα του αντιστάτη, στα άκρα του λαμπτήρα. (Δεν έχει σημασία σε ποιο άκρο του λαμπτήρα θα πάει κάθε καλώδιο.)

γ) Άναψε το τροφοδοτικό. Γύρισε το κουμπί του βολτομέτρου του τροφοδοτικού σιγά-σιγά, μεταβάλλοντας την τάση στα άκρα του λαμπτήρα.

Να συμπληρώσεις τον Πίνακα 2 παίρνοντας ζευγάρια τιμών για την τάση V στα άκρα του λαμπτήρα και την ένταση του ρεύματος I, που διαρρέει το κύκλωμα. Μπορείς να πάρεις μετρήσεις χωρίς απαραίτητα να ανάβει το λαμπάκι. Φρόντισε η τάση στο τροφοδοτικό να μη ξεπεράσει τα 3V ή το λαμπάκι να μην ανάβει πολύ ζωηρά και κινδυνεύει να καεί.

Επιμέλεια: Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός 2

Τροφοδοτικό

+ -

Λαμπτήρας

A

V

I

Βολτόμετρο

Αμπερόμετρο

σχ.2

α) Με το κουμπί που στρέφεται, άλλαξε την κλίμακα του αμπερομέτρου στα 20Α, σύμφωνα με τις οδηγίες του καθηγητή σου. Τώρα, ο ακροδέκτης του καλωδίου που έρχεται από το + του τροφοδοτικού θα συνδέεται με την υποδοχή "20Α" στο κάτω μέρος του αμπερομέτρου, αντί της υποδοχής "mA" που χρησιμοποίησες στο προηγούμενο πείραμα.

Φυσική Β′ Λυκείου Γεν. Παιδείας 1ο Γεν. Λύκειο Χαλανδρίου

δ) Με την ολοκλήρωση της πειραματικής διαδικασίας, αφού κλείσεις όλα τα όργανα και τις συσκευές, να τα τακτοποιήσεις.

Β. Επεξεργασία των μετρήσεων (Εργασία για το σπίτι).

1. Συμπλήρωσε την τελευταία στήλη των πινάκων 1 και 2 υπολογίζοντας την αντίσταση R του

αντιστάτη και του λαμπτήρα από τη σχέση , για κάθε ζευγάρι τιμών "τάση – ένταση".

Να προσέξεις ότι στον πίνακα 1 οι τιμές της έντασης είναι μετρημένες σε Αx10-3 (mA).

2. Με βάση τις πειραματικές τιμές των πινάκων 1 και 2, σχεδίασε οπωσδήποτε σε μιλιμετρέ χαρτί, τις γραφικές παραστάσεις της τάσης σε συνάρτηση με την ένταση του ρεύματος (V → Ι ).

Η γραφική παράσταση που αφορά τον λαμπτήρα θα είναι καμπύλη.

Οι γραμμές των γραφικών

παραστάσεων δεν είναι απαραίτητο να περνάνε απ’ όλα τα πειραματικά σημεία. Αρκεί να περνούν εγγύτερα από τα περισσότερα σημεία.

3. α) Σε ποια από τις δύο περιπτώσεις (αντιστάτης ή λαμπτήρας), νομίζεις ότι ισχύει ο νόμος του Ohm; Δικαιολόγησε την επιλογή σου.

Επιμέλεια: Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός

Πίνακας 2Ένδειξη

Βολτομέτρου ( V )Ένδειξη

Αμπερομέτρου ( Α )Αντίσταση ( Ω )

R =

0 0 -

3

Φυσική Β′ Λυκείου Γεν. Παιδείας 1ο Γεν. Λύκειο Χαλανδρίου β) Που νομίζεις ότι οφείλεται η παρατηρούμενη απόκλιση από το νόμο του Ohm; 4. Από τη γραφική παράσταση V → I που αντιστοιχεί στο λαμπτήρα, υπολόγισε την αντίσταση του λαμπτήρα, όταν η τάση στα άκρα του είναι 2V.

Αφού ολοκληρώσεις την εργασία σου, να την παραδώσεις στον καθηγητή σου στο επόμενο

μάθημα μέσα σε πλαστική θήκη.

Επιμέλεια: Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός 4