JUMLA YA SOLAR kama KIFUNGAJI KIVULI: Hatua 7 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:49

Ukubwa wa kimsingi unaotumiwa katika Fizikia na sayansi zingine kuelezea harakati za mitambo ni kasi. Kupima imekuwa shughuli ya mara kwa mara katika madarasa ya majaribio. Kawaida mimi hutumia kamera ya video na programu ya TRACKER kusoma harakati za vitu fulani na wanafunzi wangu. Ugumu mmoja ambao tumepata ni: vitu ambavyo vinasonga kwa kasi kubwa huonekana kuwa wazi katika muafaka wa video, ambayo huleta kutokuwa na uhakika katika vipimo vilivyotengenezwa na programu hiyo. Njia na vifaa vya kawaida vya kusoma vitu kwa kasi kubwa ni msingi wa athari ya DOPPLER na sensorer za macho pamoja na chronograph.

Katika INSTRUCTABLE ya sasa ninakaribia njia mbadala ya majaribio ya kupima kasi ya wastani ya kitu na matumizi ya jopo la jua na oscilloscope. Inatumika katika masomo ya maabara ya somo la Fizikia (Classical Mechanics), haswa katika mada: Kinematics ya harakati ya mitambo ya tafsiri. Njia iliyopendekezwa na matumizi yake ya majaribio inatumika kwa nguvu kwa kazi zingine za majaribio ndani ya nidhamu ya Fizikia kwa wasio wahitimu na wahitimu. Labda pia inatumika katika kozi zingine za sayansi ambapo yaliyomo haya yanasomwa.

Ikiwa unataka kufupisha misingi ya nadharia na uende moja kwa moja kwenye ujenzi wa vifaa vya majaribio, jinsi ya kutekeleza vipimo, vifaa vinavyohitajika na picha za muundo wangu, tafadhali nenda moja kwa moja kwa hatua ya 6.

Hatua ya 1: Nadharia zingine:

"Kasi" inajulikana kama umbali uliosafiri na kitu katika muda fulani. Kasi ni wingi wa kiwango, hiyo ni ukubwa wa vector ya kasi ambayo pia inahitaji mwelekeo ambao mabadiliko ya nafasi hufanyika. Tutazungumza katika hii INSTRUCTABLE kupima kasi, lakini kwa kweli tutakuwa tukipima kasi ya wastani.

Hatua ya 2: Kupima Kasi na Jopo la Jua?

Paneli za jua ni vifaa vinavyofanya kazi chini ya kanuni ya athari ya umeme na ambayo kazi yake kuu ni kusambaza mkondo wa umeme kwenye nyaya ambazo hutumiwa. Kwa mfano, paneli za jua hutumiwa kuendesha aina fulani za saa, kuchaji betri za kila aina, pia katika mifumo ya uzalishaji wa AC kwa mtandao wa umma na majumbani. Maombi ni mengi, bei yake sokoni inazidi kuvutia na inachangia maendeleo endelevu ambayo ni nzuri.

Kwa sababu ya maendeleo ya teknolojia hii tumeipata katika vifaa vingi, kwa mfano, ile ninayokuonyesha ilitolewa kutoka kwa tochi ya bei rahisi ambayo niliiokoa na sasa ina matumizi mapya.

Kanuni hiyo ni ya msingi. Taa inakadiriwa juu ya jopo, husababisha utofauti katika nguvu za umeme (voltage) kwenye vituo vyake. Voltmeter ikiunganishwa hii inathibitishwa kwa urahisi. Tofauti hii ya uwezo inahusika na mzunguko wa umeme wa sasa wakati kifaa cha watumiaji kimeunganishwa, kwa mfano, upinzani wa umeme. Kulingana na "impedance" ya mzunguko na sifa za jopo, itazunguka zaidi au chini ya sasa. Kuhusiana na hii ya sasa, kushuka kwa voltage kutapatikana kwenye vituo vya jopo la jua mara tu mlaji ameunganishwa, lakini ikiwa impedance inabaki kuwa ya kawaida, voltage pia huhifadhiwa kila wakati ilimradi sifa za mwangaza pia ziko. Voltmeters kwa ujumla wana impedance ya juu kwa hivyo wataathiri kidogo sana voltage ambayo hupimwa nao. Lakini ni nini hufanyika ikiwa taa inabadilika?, Ndivyo voltage na hii ndio tofauti ambayo tutatumia.

Kufupisha:

• Jopo la jua linapomulikwa linaonyesha voltage kwenye vituo vyake ambavyo vinaweza kupimwa na voltmeter.

• Voltage haibadiliki ikiwa impedance ya mzunguko na sifa za mwangaza huwekwa kila wakati (lazima iwe kwenye wigo nyeti wa jopo ili athari ya picha itokee).

• Mabadiliko yoyote katika mwangaza yatasababisha utofauti wa voltage, anuwai ambayo itatumika baadaye kupata kasi ya vitu kwenye majaribio.

Kulingana na maagizo ya hapo awali wazo zifuatazo zinaweza kutungwa:

Kivuli kilichopangwa cha kitu, kinachotembea kwenye jopo la jua kitasababisha kupungua kwa voltage ya wastaafu. Wakati unaochukua kupungua inaweza kutumika kuhesabu kasi ya wastani ambayo kitu hicho huenda.

Hatua ya 3: Jaribio la awali

Katika video iliyotangulia kanuni ambazo wazo la zamani linategemea zinaonyeshwa kwa majaribio.

Picha inaonyesha wakati ambao tofauti ya voltage ilidumu ambayo ilipangwa na oscilloscope. Kwa kusanidi kwa usahihi kazi ya kichochezi unaweza kupata grafu ambayo tunaweza kupima wakati uliopita wakati wa tofauti. Katika onyesho, tofauti hiyo ilikuwa takriban 29.60ms.

Kwa kweli, rasimu ya ubao katika jaribio sio kitu cha uhakika, ina vipimo. Mwisho wa kushoto wa kifutio huanza kutangaza kivuli chake kwenye jopo la jua na kwa hivyo huanza kupunguza voltage kwa thamani ya chini. Wakati eraser inapoondoka na jopo linaanza kugunduliwa tena, ongezeko la voltage linaonekana. Wakati uliopimwa unalingana na wakati uliochukua kwa makadirio ya kivuli kusafiri kwa jopo lote. Ikiwa tunapima urefu wa kitu (ambacho kinapaswa kuwa sawa na makadirio ya kivuli chake ikiwa tunachukua wasiwasi fulani) tunaongeza na urefu wa eneo linalotumika la jopo na kuligawanya kati ya wakati ambao tofauti ya voltage ilidumu, basi tutapata wastani wa kasi wa kitu hicho. Wakati urefu wa kitu cha kupima kasi yake ni cha juu zaidi kuliko eneo linalotumika la jopo, jopo linaweza kuzingatiwa kama kitu cha uhakika bila kuanzisha kosa kubwa katika vipimo (inamaanisha kutokuongeza urefu wake kwa urefu wa kitu).

Wacha tufanye mahesabu (angalia picha)

Hatua ya 4: Kutumia Njia hii Baadhi ya Tahadhari Lazima Zingatiwe

• Jopo la jua lazima liangazwe na chanzo cha nuru kilichotolewa katika muundo wa majaribio, kuepuka kadiri iwezekanavyo vyanzo vingine vya mwanga vinavyoiathiri.

• Mionzi nyepesi lazima igonge kwa usawa kwenye uso wa jopo la jua.

• Kitu lazima kiwe na kivuli kilichofafanuliwa vizuri.

• Uso wa jopo na ndege iliyo na mwelekeo wa harakati lazima iwe sawa.

Hatua ya 5: Zoezi la kawaida

Tambua kasi ya mpira unaoanguka kutoka urefu wa 1m, fikiria kasi ya ndani ya kasi.

Ikiwa mpira utaanguka bure ni rahisi sana: tazama picha

Katika hali halisi thamani ya awali inaweza kuwa chini kwa sababu ya msuguano na hewa. Wacha tuiamue kwa majaribio.

Hatua ya 6: Ubunifu, Ujenzi na Utekelezaji wa Jaribio:

• Bandika bomba la plastiki kwenye eneo linalotumika la jopo la jua. • Solder mpya inaongoza kwenye vituo vya paneli za jua kwa hivyo mawasiliano ya uwongo yanaepukwa.

• Unda msaada kwa mkusanyiko wa mrija wa jua ili uweze kushikwa kwa usawa.

• Weka tochi au chanzo kingine cha taa kwenye msaada mwingine ili makadirio ya taa iliyotolewa ipigane na paneli ya jua sawasawa.

• Angalia na multimeter kwamba wakati taa inagonga kwenye paneli ya jua, thamani ya mara kwa mara ya voltage kubwa kuliko sifuri inarekodiwa.

• Weka mkusanyiko wa mirija ya jua mbele ya taa, ukiacha kibali kikubwa kuliko kitu ambacho kasi yake unataka kupima. Jaribu kuweka mbali iwezekanavyo chanzo cha taa (tochi) kutoka kwa jopo la jua. Ikiwa taa ya taa imeundwa na mwongozo mmoja, ni bora zaidi.

• Pima kutoka katikati ya paneli ya jua na kwenda juu umbali wa mita moja na uweke alama kwenye fimbo, ukuta au sawa.

• Unganisha uchunguzi wa oscilloscope na vituo vya jopo la jua, kwa kuzingatia polarity.

• Weka chaguo la TRIGGER kwa usahihi kwenye oscilloscope, ili kila tofauti ya voltage iweze kurekodiwa wakati wa kupita kwa kivuli kwenye jopo. Kwa upande wangu mgawanyiko wa wakati ulikuwa katika 5ms na mgawanyiko wa voltage katika kiwango ulikuwa 500mv. Mstari wa voltages sifuri ilibidi urekebishwe kwenda chini ili tofauti zote zilingane. Kizingiti cha kuchochea kiliwekwa chini tu ya voltage ya mara kwa mara ya kawaida.

• Pima urefu wa kitu na ile ya eneo linalotumika la jopo, ongeza na uiandike kwa hesabu ya kasi.

• Teremsha mwili kutoka urefu wa 1m ili kivuli chake kisumbue mwanga wa taa iliyopangwa na taa.

• Pima wakati wa tofauti ya voltage na mshale wa oscilloscope kwa kiwango cha wakati.

• Gawanya jumla ya urefu uliofanywa hapo awali kati ya wakati uliopimwa kwenye oscilloscope.

• Linganisha thamani na hesabu za kinadharia na ufikie hitimisho (zingatia sababu zinazowezekana zinazoanzisha makosa katika kipimo).

Matokeo yaliyopatikana: tazama picha

Hatua ya 7: Vidokezo kadhaa vya Jaribio:

• Matokeo yaliyopatikana yanaonekana kuwa sahihi katika mawasiliano na nadharia.

• Kitu kilichochaguliwa kwa jaribio hili sio bora, nina mpango wa kurudia na wengine ambao wanaweza kutengeneza kivuli kilichoelezewa vizuri na ambacho ni sawa ili kuzuia mizunguko inayowezekana wakati wa anguko.

• Ingekuwa bora kuweka bomba-jopo na taa kwenye meza tofauti, na kuacha nafasi ya bure chini.

• Jaribio linapaswa kurudiwa mara kadhaa, kujaribu kudhibiti sababu zinazowezekana za makosa katika vipimo na njia za takwimu zitumike kupata matokeo ya kuaminika zaidi.

Mapendekezo ya vifaa na vyombo vya mradi huu: Ingawa ninaamini kuwa oscilloscope yoyote ya dijiti, chanzo nyepesi na jopo la jua zinaweza kufanya kazi, hizi ndio ninazotumia.

JARIBU OSCILLOSCOPE

JOPO LA SOLAR

MWENGE

Vifaa na zana zote zinazotumiwa katika miradi yangu zinaweza kununuliwa kupitia Ebay. Ukibonyeza kiunga kifuatacho na ununue utakuwa unachangia kupata tume ndogo.

EBAY.com

Nitasubiri maoni yako, maswali na maoni.

Asante na endelea na miradi yangu inayofuata.