147 - Αντίσταση και Θερμοκρασία

Γουρζής Στάθης – Φυσικός ΥΣΕΦΕ 2012 - 2013 Εργαστήρια Φυσικών Επιστημών Νυδριού Λευκάδος

Από το σχολικό βιβλίο Φυσικής Α΄ Λυκείου …

Σε αυτό το πείραμα θα δείξουμε

την εξάρτηση της αντίστασης R ενός αγωγού,

ενός τμήματος μετάλλου, από την θερμοκρασία …

Θα χρειαστούμε το Multilog και τον αισθητήρα της θερμοκρασίας …

… ένα πολύμετρο – ωμόμετρο και ένα πιστολάκι στεγνώματος …

… δύο βάσεις στήριξης, με δύο μικρές μεταλλικές ράβδους,

δύο συνδέσμους και δύο μεταλλικές λαβίδες …

… τον Η/Υ του εργαστηρίου …

… και τον προβολέα του.

Συναρμολογούμε τις βάσεις στήριξης

με τις ράβδους

και τις μεταλλικές λαβίδες …

Ανοίγουμε το MultiLog … … περιμένοντας να κάνει

τον αυτοέλεγχό του …

… και συνδέουμε τον αισθητήρα της θερμοκρασίας.

Στερεώνουμε τον αισθητήρα καλά πάνω στη λαβίδα …

… ώστε να παραμένει σταθερός, σε όλη την διάρκεια του πειράματος …

… και ύστερα στερεώνουμε το πιστολάκι καλά,

πάνω στη άλλη λαβίδα .

Ευθυγραμμίζουμε την διάταξη πιστολάκι – αισθητήρας ...

… και ρυθμίζουμε το πολύμετρο σαν ωμόμετρο, συνδέοντας δύο καλώδια,

στην μια τους άκρη « κροκοδειλάκια ».

Συνδέουμε το ένα « κροκοδειλάκι », στην μια άκρη του αισθητήρα της θερμοκρασίας …

… και το άλλο « κροκοδειλάκι », στην άλλη άκρη του αισθητήρα .

Πλησιάζουμε τον αισθητήρα στο άνοιγμα από το θερμαντικό μας …

… και ολοκληρώνουμε έτσι την πειραματική μας διάταξη.

Ανοίγουμε το πολύμετρο …

… και παίρνουμε την ένδειξη του, για την αντίσταση R του αισθητήρα.

Η αντίσταση R του αισθητήρα, κυμαίνεται από R = 0,2 Ω στα R = 0,3 Ω.

Ξεκινάμε το πρόγραμμα DB – Lab 3.2 …

… και από το μενού «Καταγραφέας», επιλέγουμε «Πίνακας Ελέγχου».

Στα « Σημεία » επιλέγουμε το « 10000 », ενώ στο « Ρυθμός » επιλέγουμε το « 10/sec » …

… και παίρνουμε δοκιμαστικές μετρήσεις με το Multilog .

Θ = 17,94 οC

Με τον δείκτη του ποντικιού …

… μεγαλώνουμε την οθόνη …

… ώστε να είναι πιο ευδιάκριτα τα αποτελέσματα του πειράματος .

Θέτουμε σε λειτουργία το θερμαντικό της αντίστασης …

Η ένδειξη για την αντίσταση R του αισθητήρα είναι ... R = 0,3 Ω

Θ = 42 οC

Η θερμοκρασία αυξάνει ραγδαία …

Θ2 = 55 οC

… και πολύ γρήγορα βρίσκεται πολύ πάνω από την θερμοκρασία περιβάλλοντος, που είχαμε στην αρχή του πειράματος …

Θ1 = 18 οC

R = 0,3 Ω Η ένδειξη για την αντίσταση R του αισθητήρα είναι ακόμα ...

Θ = 60,78 οC

… και ενώ η θερμοκρασία έχει ανέβει πολύ αισθητά ...

R = 0,3 Ω … πλησιάζουμε τον αισθητήρα στο θερμαντικό …

Θ = 67 οC

… και η θερμοκρασία συνεχίζει να ανεβαίνει.

R = 0,4 Ω

Τρία λεπτά, περίπου, μετά την έναρξη της λειτουργίας του θερμαντικού,

η αντίσταση του αισθητήρα αυξάνεται …

R = 0,5 Ω

… και συνεχίζει να αυξάνεται, με γρήγορο ρυθμό …

R = 0,7 Ω

… ενώ μέσα σε λιγότερο από 1 λεπτό, από την έναρξη της μεταβολής της αντίστασης,

έχει διπλασιαστεί.

R = 0,8 Ω

Η αντίσταση συνεχίζει να αυξάνεται …

R = 0,9 Ω

… και φτάνει να τριπλασιαστεί, σε σχέση με εκείνη που μετρήσαμε

στην αρχή του πειράματος.

Κλείνουμε το θερμαντικό …

R = 0,7 Ω

… και παρατηρούμε την άμεση πτώση της τιμής της αντίστασης του αισθητήρα …

R = 0,6 Ω

… η οποία γίνεται μέσα σε ελάχιστο χρόνο.

R = 0,5 Ω

Σε ένα λεπτό η τιμή της αντίστασης έχει πέσει στο μισό …

R = 0,4 Ω

… και συνεχίζει να πέφτει …

R = 0,3 Ω

… σε δύο λεπτά, στο ένα τρίτο της τιμής που είχε, με την βοήθεια της θέρμανσης.

Θ = 50,11 οC

Η θερμοκρασία πέφτει και αυτή από τους 70 περίπου βαθμούς που ήταν …

Θ = 45 οC

… και πέφτει και αυτή ραγδαία , όπως και η αντίσταση.

R = 0,3 Ω

Η τιμή της αντίστασης έχει έρθει στην αρχική μέγιστη τιμή της …

Θ = 42 οC

… και η θερμοκρασία συνεχίζει να πέφτει …

R = 0,2 Ω

… ενώ η τιμή της αντίστασης επανέρχεται στην αρχική χαμηλότερη τιμή της.

Θ = 38,25 οC

Σε αυτή τη θερμοκρασία …

… σταματάμε το πείραμα, κλείνοντας το Multilog.

Στην οθόνη του Η/Υ παρατηρούμε , ότι ο συνολικός χρόνος εκτέλεσης του πειράματος …

… ήταν κοντά στα 12 λεπτά, με συμπέρασμα ότι η αυξομείωση της τιμής της αντίστασης του αισθητήρα,

γίνεται σε πολύ μικρό χρόνο.

Τέλος παρουσίασης …