討論結果 由于高采樣率,累積了大量數據。數據作為文本復制并導入Excel。使用該數據表,選擇合適的部分用于繪圖。 下圖顯示了完整數據集的圖表。
下圖顯示了在燈上施加pd之后的時間段。
請注意,在上面的所有圖表中,繪制的pd是電阻器上的電壓,而不是燈泡上的電壓。由于電源電壓保持恒定,電阻器上的pd減小意味著燈兩端的pd必須增加。 可以清楚地看到應用pd的瞬間。同樣非常清楚的是燈泡需要大約150毫秒才能達到最大亮度。 將5.1歐姆電阻器與6伏燈串聯放置。DrDAQ的電壓輸入連接在電阻上。 電源電壓設定為9伏。用數字萬用表檢查,結果為9.42伏。在開啟和關閉期間,該值保持不變。 這種布置允許通過將歐姆定律應用于跨電阻器收集的數據來計算電流。 由于電源pd保持在9.42伏特,然后根據電阻器上的pd知識,可以找到燈上的pd。這與電流一起允許在接通期間計算燈絲的電阻。 燈亮度與其電阻之間的相關性如下圖所示:
問題的答案
答案1 請記住,市電AC的頻率為50 Hz(在英國),這種對改變pd的緩慢響應可能會減少閃爍的影響。
答案2 在燈絲達到足夠高的溫度之前,它不會發出任何光。因此,盡管其溫度和電阻增加,但照明水平沒有變化。
答案3 在發出任何光之前,燈將發射紅外輻射。因此,能夠響應紅外和光的探測器將擴展該范圍。
進一步研究 接通時非常大的尖峰可能是由于燈在室溫下的低電阻。在此期間,電阻器上的pd將是最大值,并且隨著燈絲的溫度和電阻的增加而下降。 另一種可能性是它是由電源產生的尖峰,并且這發生得太快而不能被數字萬用表檢測到。使用連接在電源上的ADC-40重復實驗。[DrDAQ以上述方式同時使用。]雖然尖峰保持在電阻器兩端,但在電源上沒有檢測到這種影響。這似乎排除了電源接通期間的任何電涌。。 原始顯示屏還顯示燈泡關閉期間發生的情況。可以看出,在光發射停止之前經過了大約180毫秒。 這可能是燈絲冷卻的時間。 另一種解釋可能是電磁感應。在關閉時,盤繞的燈絲內產生的磁場將開始塌陷。根據倫茨的定律,這將引發一個反對勢頭的反對派。觀察到的肯定是反對關閉。可以看出,電動勢不會瞬間下降到零。 此外,可以有意地產生非常大的誘導電動勢,例如。在開關中操作氖指示器。
比較開啟和關閉 注意:在接通期間,燈上的pd隨著電阻器上的pd的下降而增加。知道總pd,我們可以找到整個燈的pd和流動的電流。 關于關閉,pd應該降至零[反電動勢可能會立即阻止這種情況發生]。因此,在此期間實際應用的pd是未知的。因此無法找到整個燈泡或其電阻。 這兩個時期無法比較: 1.在接通電源期間,燈的電阻隨著溫度的增加而增加 - 因此亮度會隨著電流的減小而增加! 2.在關閉期間,亮度和電流都在下降。 從曲線可以看出這兩次之間的差異: 1.電阻上的電壓下降[因而電流下降]和接通時亮度上升。 2.與關閉期間降低pd和亮度相比。 這可能在下面的屏幕截圖中更清楚地看到: