لینک فایل گزارش کار آزمایشگاه فیزیک2
مشخصات فایل
عنوان: گزارش کار آزمایشگاه فیزیک2
قالب بندی: word
تعداد صفحات: 17
محتویات
موضوع آزمایش
مقدمه
شرح آزمایش
نتیجه گیری
موضوع آزمایش
مقدمه
شرح آزمایش
و . . .
قسمتی از متن
موضوع آزمایش :
آشنایی با دستگاه های اندازه گیری:
الف) آشنایی با A.V.O.meter (مولتی متر )
مقدمه :
در این دستگاه یک صفحه مدرج به همراه یک selector مشاهده می شود. هما نطور که از اسم آن مشهود است این دستگاه برای اندازگیری کمیت هایی مانند( اختلاف پتانیسل- مقاومت- جریان ) طراحی گردیده و برای استفاده از selector دستگاه به ترتیب بر روی واژه های volt- ohm – ampere کمک گرفته می شود.
لازم به تذکر است روی دسته سلکتور نشانگری موجود است که تعیین کننده دامنه کاری در اندازگیری ها می باشد. این دستگاه نیز مانند هر سیستم دیگری دارای دو ترمینال آند و کاتد می باشد. برای استفاده صحیح از دستگاه بایستی سیم مشکی را به ترمینال منفی و سیم قرمز را به ترمینال مثبت متصل کنیم. حال دکمه power دستگاه را زده و هر نوع اندازگیری را می توانیم بگیریم.
شرح آزمایش :
به این ترتیب است که اگر سلکتور را روی RX قرار دادیم باید دو سیم اهم متر را به هم وصل کنیم. در این صورت عقربه منحرف می شود و باید روی عدد صفر بایستد. چون مقاومتی بین دو سیم اهم متر وجود ندارد. ولی اگر اینطور نشد باید عقربه را با ولومی که سمت راست اهم متر با علامت اهم
نشان داده شده میزان کنیم تا روی عدد صفر بی حرکت بماند و بعد مقاومت مورد نظر را آزمایش می کنیم .
حال فرض می کنیم که مقاومتی را که می خواهیم آزمایش کنیم 100 اهم باشد. با توجه به اینکه سلکتور روی 1*R ایستاده عقربه عدد 100 را نشان می دهد و چنانچه رنگهای روی مقاومت پاک شده باشند در خواهیم یافت که مقاومت ما 100 اهمی است ولی اگر مقاومت ما از 5 کیلو اهم بیشتر باشد عقربه تقریبا روی علامت بینهایت می ایستد و ما در این مبنا نمی توانیم مقدار مقاومت را بخوانیم . از این رو سلکتور را روی
R*10 قرار می دهیم . به این معنی است که اگر عقربه هر عددی را نشان دهد آن عدد باید ضربدر 10 شود تا مقدار اصلی مقاومت را بتوانیم بخوانیم. به عنوان مثال اگر مقاومت ما 10 کیلو اهم باشد عقربه روی یک کیلو اهم می ایستد و اگر یک کیلو را ضربدر 10 کنیم مقدار اصلی مقاومت که همان 10 کیلو اهم است به دست می آید. در این ردیف Range یا مبنا نیز بیشتر از 50 کیلو اهم را نمی توان خواند. پس اگر مقاومت ما از این مقدار بیشتر باشد باید سلکتور را روی R*100 قرار دهیم و هما نطور مانند قبل هر چه عقربه نشان داد باید این دفعه ضربدر 100 کنیم.
حال ولتاژ ها را بررسی می کنیم : ابتدا از ولتاژ مستقیم DC.V شروع می کنیم. هما نطور که می بینید این قسمت دارای شش مبنای اندازگیری است که از 25/0 ولت تا 1000 ولت مستقیم را می تواند اندازه بگیرد.
طرز کار این قسمت نیز تقریبا مانند اهم است یعنی اگر سلکتور را روی 10 ولت قرار دهیم دستگاه ما حداکثر تا 10 ولت را می تواند نشان دهد.
این طبقه بندی اعداد را روی صفحه قسمتی که سه طبقه عدد قرار دارد می توانیم ببینیم . سمت چپ مدار نیز با DC.V و میلی آمپر مشخص شده . حال اگر بخواهیم که یک باتری و یا منبع تغذیه جریان مستقیم را آزمایش کنیم باید سیم مثبت دستگاه را به مثبت منبع تغذیه و سیم منفی دستگاه را به منفی منبع تغذیه وصل نماییم . اگر چنانچه باتری به عنوان مثال شش ولت است باید سلکتور را روی عدد 10 قرار دهیم. در این صورت عقربه عدد 6 را نشان می دهد ولی اگر باتری از 10 ولت بیشتر و از 50 ولت کمتر بود باید سلکتور را روی عدد 50 قرار داد و چنانچه بیشتر بود روی 1000 ولت.
برای اندازگیری جریان مستقیم نیز مانند ولتاژ عمل می کنیم . یعنی اگر سلکتور را روی عدد 5/0 قرار دهیم دستگاه حداکثر تا 5/0 میلی آمپر می تواند اندازه بگیرد و اگر روی 10 باشد حداکثر 10 میلی آمپر و چنانچه روی 250 باشد تا 250 میلی آمپر.
حال نیروی وارده بر سیم حاوی جریان برابر F=LIB می باشد . اگر جریان از سیم و قاب حرکت کند با توجه به قانون دست چپ میدان جریان نیرو به این قاب وارد می شود . حول این میدان قاب می پیچد و به فنر متصل است که هر وقت جریان بیشتر شود این قاب بیشتر شده و روی صفحه مدرج حرکت می کند و مقدار جریان را نشان می دهد شدت جریان در یک مدار برابر است با I=E/R . اگر بخواهیم جریان را اندازه گیری کنیم آمپرمتر را باید در مسیر جریان قرار دهیم بصورت زیر :
در این مدار جریان دیگر جریان قبلی نمی باشد و از رابطه زیر بدست می آید:
I'=E/(R+r)
و ما می خواهیم I را بدست آوریم ولی I' بدست آمده ولی اگر r به سمت بی نهایت میل کند I'=I می شود بنابراین مقاومت داخلی آمپر متر را بسیار کوچک استفاده می کنیم .
طبق قانون اهم جریان بین دو نقطه برابر است با :
VAB= IR
که در بحث پتانسیل الکتریکی اختلاف سطح به مسیر بستگی ندارد و به نقطه ابتدایی و انتهایی بستگی دارد پس اندازه گیر را بین دو نقطه A و B قرار می دهیم :
چون یک جریان در مدار بالای آن عبور می کند دیگر I نداریم و جریان I' و جود دارد . در شاخه های موازی جریان عکس مقاومت ها تقسیم می شود و اگر مقاومت داخلی ولت متر را بسیار بسیار بزرگ انتخاب کنیم بنابراین جریانی که از آن عبور می کند کوچک است .
حال اندازه گیری اهم ٬ مقاومت یک عامل بدون انرژی است پس نمی توان از آن برای نشان دادن خودش استفاده کرد بنابراین برای اندازه گیری آن یک منبع انرژی لازم است وقتی کلید دستگاه را فشار می دهیم درون دستگاه یک باطری وجود دارد که این باطری در مسیر جریان قرار می گیرد که از انرژی آن برای اندازه گیری مقاومت استفاده می کنیم پس اگر مقاومت زیاد باشد جریان کم و برعکس . پس در درجه بندی مقاومت با ولت و آمپر برعکس هم می باشد که اگر طرف راست 0 باشد همان طرف برای ولت و آمپر بی نهایت است و برعکس .
همین کار را می توان با آنالوگ های دیجیتال انجام داد که دقیقتر عدد را نشان می دهد .
نتایج اندازه گیری در آزمایش انجام شده توسط سیم های رنگی و باطری :
رنج 1KΩ :
برای سیم قرمز – خاکستری : 1000*7 یا 100*70
برای سیم قرمز – سبز : 1000*5
رنج 100KΩ :
برای سیم آبی – سبز 100*50
برای سیم قرمز – خاکستری : 100*70
برای باطری از رنج 50KΩ در سلکتور DC.V استفاده شد که بدست آمد 2/9 و در سلکتور V--- بدست آمد 20 میلی آمپر .
همین کارها را با مولتی متر دیجیتال استفاده کردیم که در رنج 20KΩ برای سیم قرمز – خاکستری بدست آمد 10/8 اهم و برای سیم آبی – سبز بدست آمد 53/5 و در رنج 2KΩ برای سیم آبی- سبز بدست آمد 563/0 اهم .
نتیجه گیری :
نتیجه گرفتیم از این آزمایش که شدت جریان یک عامل اکتیو است برای نشان دادن خودش و دیگر اینکه آمپر متر را باید در مسیر جریان قرار داد و دیگر اینکه مقاومت داخلی آمپرمتر را باید کوچک گرفت و دیگر اینکه اختلاف سطح به مسیر بستگی ندارد و باید مقاومت داخلی ولت متر را بسیار بسیار بزرگ در نظر بگیریم و دیگر اینکه که نمی توان از مقاومت برای خودش استفاده کرد .
موضوع آزمایش :
روش های اندازه گیری مقاومت :
ب) پل وتستون ج) قرائت لایه های رنگی
مقدمه :
آنچه امروزه به نام مدار پل وتستون معروف است، نخستین بار در سال 1833 توسط ساموئل هانتر کریستی (Samuel Hunter Christie) توصیف شد، اما کاربردهای زیاد این مدار توسط کارلز وتستون (Charles Wheateston) اختراع شد، به همین خاطر این مدار عموما به نام پل وتستون معروف شد. امروزه پل وتستون یک روش بسیار درست و حساس برای اندازه گیری دقیق مقادیر مقاومتها می‌‌باشد.
مقاومت ، یکی از المان‌های الکتریکی است که برای این طراحی شده است که در مدار یک مقاومت الکتریکی ( electrical resistance ) بوجود آورد . مقاومتها به گونه‌ای ساخته می‌شوند که بتوانند جریان عبوری از مدار را در حد مورد نیاز محدود کنند.
دو نوع مقاومت وجود دارد:مقاومت های ثابت و متغیر.
شرح آزمایش :
همانگونه که در شکل دیده میشود، مدار پل وتستون از چهار مقاومت R1، R4، R3 ، R2 تشکیل شده است. اساس کار مدار پل وتستون اینگونه است که ولتاژ ورودی به دو قسمت تقسیم میشود. جریان خروجی از هر دو ولتاژ تقسیم شده، تشکیل می‌‌گردد.در فرم کلاسیک مدار پل وتستون یک گالوانومتر ماده بسیار حساس به جریان مستقیم) در بین ورودی و خروجی ولتاژ نصب میشود.اگر ولتاژتقسیم شده به گونه‌ای باشد که دقیقا نسبت R2= R3R1/R4 برقرار باشد، در این صورت گفته میشود که پل در حالت تعادل است. در این صورت گالوانومتر هیچ جریانی را نشان نمی‌‌دهد. اگر چنانچه یکی از مقاومتها ، حتی به اندازه بسیار کوچک ، تغییر کنند، در این صورت تعادل به هم خورده و عقربه گالوانومتر جریانی را نشان می‌‌دهد. پس گالوانومتر مقیاسی برای نشان دادن شرط تعادل است. فرض کنید یک ولتاژ dc به اندازه E به مدار پل اعمال شود. در اینجا نیز یک گالوانومتر برای نشان دادن شرط تعادل بین دو نقطه ولتاژ ورودی و خروجی نصب شده است. مقادیر مقاومت های R1 و R2دقیقاً معلوم هستند،اما R3 یک مقاومت متغیر است که به راحتی قابل تغییر است. بجای R4 یک مقاومت مجهول که آن را با Rx نشان می‌‌دهیم، قرار داده شده است. ولتاژ E اعمال میشود و مقاومت متغیر R3 به گونه‌ای تنظیم می‌‌شودکه گالوانومتر جریانی را نشان ندهد.بنابراین با توجه به اینکه مقادیر مقاومت های R1 و R3 معلوم هستندو R3 را نیز خودمان تغییر داده‌ایم، لذا از رابطه RX= R1R3/R2
مقدار مقاومت مجهول تعیین میشود. در صورتی که هر چهار مقاومت یکسان باشند، مدار خیلی حساس خواهد بود.
در هر صورت مدار پل وتستون در هر حالت بسیار عالی کار می‌‌کند.پل وتستون دارای کاربردهای بسیار زیادی است و آوردن تمام کاربردهای آن در یک مقاله مقدور نیست. بنابراین تنها به چند مورد خاص در اینجا اشاره میکنیم. کارلز وتستون کاربردهای زیادی از از مدار پل وتستون را خودش اختراع کرد و کاربردهای دیگری نیز بعد از او توسعه یافته‌اند. امروزه یکی از کاربردهای عمومی مدار پل وتستون در صنعت استفاده از آن در حسگرهای
حساس است.دستگاه‌ها مقاومت درونی بر اساس سطح یعنی از کرنش (یا فشار یا دما و ...) تغییر می‌‌کند و به عنوان مقاومت نامعلوم Rx عمل می‌‌کند. همچنین به جای این که با تغییر دادن مقاومت R3 در مدار تعادل ایجاد شود، به عوض گالوانومتر از مداری که می‌‌تواند میزان عدم تعادل در پل را بر اساس تغییر کرنش یا شرایط اعمال شده برحسگر کالیبره کند، استفاده میشود. دومین کاربرد مدار پل وتستون ، استفاده از آن در نیروگاه‌های الکتریکی برای توزیع دقیق خطوط قدرت است. روشی که بسیار سریع و دقیق بوده و نیاز به تعداد زیادی تکنسین در زمینه‌های مختلف ندارد.
یک مقاومت ایده‌ال عنصری است با یک مقاومت الکتریکی که صرفنظر از ولتاژ اعمالی به دو سرش یا جریان الکتریکی عبوری از آن ، ثابت می‌ماند. اما بدلیل اینکه مقاومتهای جهان واقعی نمی‌توانند این شرایط ایده‌ال را برآورده سازند، آنها را بگونه‌ای طراحی می‌کنند که در برابر تغییرات دما و دیگر عوامل محیطی ، نوسانات کمی در مقاومت الکتریکی شان ایجاد شود. مقاومتها ممکن است که ثابت یا متغیر باشند. مقاومتهای متغیر پتانسیومتر یا رئوستا نیز خوانده می‌شوند و این اجازه را می‌دهند که مقاومت وسیله توسط تنظیم یک میله یا لغزش یک ابزار کنترلی ، تغییر کند.
مقاومتهای توان کم دارای ابعاد کوچک هستند، به همین دلیل مقدار مقاومت و تولرانس را بوسیله نوارهای رنگی مشخص می‌کنند که خود این روش به دو شکل صورت میگیرد:
- روش چهار نواری
- روش پنج نواری
روش اول برای مقاومتهای با تولرانس 2% به بالا استفاده میشود و روش دوم برای مقاومتهای دقیق و خیلی دقیق تولرانس کمتر از 2%) استفاده میشود. در اینجا به روش اول که معمول تر است می‌پردازیم. به جدول زیر توجه نمائید. هر کدام از این رنگها معرف یک عدد هستند:
0
سیاه
1
قهوه‌ای
2
قرمز
3
نارنجی
4
زرد
5
سبز
6
آبی
7
بنفش
8
خاکستری
9
سفید
دو رنگ دیگر هم روی مقاومتها به چشم می‌خورد: طلایی و نقره‌ای ، که روی یک مقاومت یا فقط طلایی وجود دارد یا نقره‌ای. اگر یک سر مقاومت به رنگ طلایی یا نقره‌ای بود ، ما از طرف دیگر مقاومت ، شروع به خواندن رنگها میکنیم. و عدد متناظر با رنگ اول را یادداشت میکنیم. سپس عدد متناظر با رنگ دوم را کنار عدد اول می‌نویسیم. سپس به رنگ سوم دقت میکنیم.
عدد معادل آنرا یافته و به تعداد آن عدد ، صفر می‌گذاریم جلوی دو عدد قبلی( در واقع رنگ سوم معرف ضریب است ). عدد بدست آمده ، مقدار مقاومت برحسب اهم است.که آنرا می‌توان به کیلواهم نیز تبدیل کرد.
ساخت هر مقاومت با خطا همراه است. یعنی ممکن است 5% یا 10% یا 20%خطا داشته باشیم . اگر یک طرف مقاومت به رنگ طلایی بود ، نشان دهنده مقاومتی با خطا یا تولرانس 5 % است و اگر نقره‌ای بود نمایانگر مقاومتی با خطای 10% است.اما اگر مقاومتی فاقد نوار چهارم بود، بی رنگ محسوب شده و تولرانس آن را
20 ٪ در نظر می گیریم .
و . . .
کلمات کلیدی : گزارش کار آزمایشگاه فیزیک
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به سایت اصلی فروشنده مراجعه بفرمائید:
لینک دریافت فایل از سایت اصلی
لینک منبع :لینک فایل گزارش کار آزمایشگاه فیزیک2