ΗΕΔ πηγής, πολική τάση, χαρακτηριστική ηλεκτρικής πηγής.

Με ανοικτούς τους διακόπτες η ένδειξη του βολτομέτρου είναι η ΗΕΔ Ε της πηγής. Κλείνοντας τους διακόπτες, πρώτα τον δ1, μετά και τον δ2, διαπιστώνουμε ότι με την αύξηση της έντασης του ρεύματος Ι, ελαττώνεται η πολική τάση της πηγής. Αυτό οφείλεται στην εσωτερική αντίσταση r της ηλεκτρικής πηγής.

Αν r=0Ω, η πολική τάση της πηγής θα παρέμεινε σταθερή, ανεξάρτητη από την ένταση του ρεύματος που δίνει η πηγή.

.........................................................................

Μετακινώντας τον δρομέα στη ρυθμιστική αντίσταση (συρμάτινη αντίσταση από θερμαντικό) παρατηρήστε και σημειώστε την ένταση του ρεύματος Ι που δίνει η πηγή, την πολική τάση V της πηγής.

Πηγαίνοντας από μεγαλύτερες σε μικρότερες τιμές αντίστασης, διαπιστώνουμε την αύξηση της έντασης του ρεύματος Ι με την ταυτόχρονη ελάττωση της πολικής τάσης V.

Με ανοικτό τον διακόπτη, το βολτόμετρο δείχνει την ΗΕΔ Ε της πηγής.

Όταν βραχυκυκλώσουμε (στο τέλος του πειράματος και για λίγο) την πηγή, η ένταση του ρεύματος είναι Ε/r, το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να δώσει η ηλεκτρική πηγή.

Από τις μετρήσεις έντασης ρεύματος Ι - τάσης πηγής V, σχεδιάζουμε τη χαρακτηριστική γραμμή της ηλεκτρικής πηγής:

Η εργαστηριακή άσκηση - πειραματική δραστηριότητα σε φύλλο εργασίας με οδηγίες, βήματα - σχήματα διεξαγωγής της, επεξεργασία μετρήσεων, επεκτάσεις, ΕΔΩ ΠΑΤΗΣΤΕ.

Τάση στα άκρα ανοικτού - κλειστού διακόπτη

Τάση στα άκρα ανοικτού – κλειστού διακόπτη

Ένα κύκλωμα αποτελείται από μία πηγή Ε=12V r=0,3Ω, έναν αντιστάτη με R=3,7Ω και έναν διακόπτη, (με ασήμαντη αντίσταση) ανοικτό.
Τι θα δείξει ένα ιδανικό βολτόμετρο (πολύ μεγάλης εσωτερικής αντίστασης) όταν συνδεθεί α) στα άκρα του διακόπτη β) στα άκρα του αντιστάτη γ) στα άκρα της πηγής.
Επαναλάβατε τα (α) (β) (γ) με κλειστό τον διακόπτη

Η άσκηση με εκφώνηση - απάντηση.

Λάμπες τοποθετημένες σε σειρά, να συνδεθούν παράλληλα.

Μια απλή πειραματική δραστηριότητα που μετατρέπεται σε άσκηση.
Η εικόνα δείχνει δυο λάμπες που είναι τοποθετημένες «σε σειρά» στο τραπέζι χωρίς να μπορούμε να αλλάξουμε τη θέση τους, μια μπαταρία, και ένα αμπερόμετρο. Διαθέτουμε ακόμη πέντε καλώδια (αγωγούς σύνδεσης).
Συνδέστε κατάλληλα τα καλώδια στους ακροδέκτες Α,Β,Γ,Δ,Ε,Ζ,Η,Θ ώστε οι λάμπες να συνδεθούν «παράλληλα», και το αμπερόμετρο να δείχνει την ένταση του ρεύματος που δίνει η ηλεκτρική πηγή.
...................................................................................
Αν τώρα υποθέσουμε ότι οι αντιστάσεις είναι 3Ω και 9Ω η ηλεκτρική πηγή έχει ΗΕΔ Ε=18V, r=0Ω ενώ το αμπερόμετρο έχει σχεδόν μηδενική αντίσταση, να βρεθεί η ένταση του ρεύματος που διαρρέει κάθε αντιστάτη, αφού πριν οι αντιστάτες R1 και R2 συνδεθούν παράλληλα, όπως στο προηγούμενο πείραμα με τις λάμπες.

Μπορείτε να βρείτε το δυναμικό των σημείων των αγωγών σύνδεσης, υποθέτοντας 0V το δυναμικό του αρνητικού πόλου της πηγής;

Τι νομίζετε θα συμβεί στην ένταση του ρεύματος που δίνει η πηγή, αν «καεί» μία λάμπα, ή αν ξεβιδώσουμε κάποια λάμπα από τη λυχνιολαβή της;

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Οι αγωγοί ΕΘ, HΑ και ΑΔ έχουν δυναμικό 18 Volt, οι αγωγοί ΒΓ και ΓΖ έχουν δυναμικό 0 Volt.
Αν καεί μία λάμπα, η άλλη δεν επηρεάζεται, εξακολουθεί να φωτοβολεί (αν φωτοβολούσε και πριν), το ρεύμα που δίνει η πηγή ελαττώνεται. Το ίδιο όταν ξεβιδώσουμε μια λάμπα απ’ το ντουί της, η άλλη εξακολουθεί να διαρρέεται από ίσο με το προηγούμενο ρεύμα.

Εκφώνηση και απάντηση εδώ πατώντας

Δυό λάμπες τοποθετημένες παράλληλα, να συνδεθούν σε σειρά.

Μια απλή πειραματική δραστηριότητα που μετατρέπεται σε άσκηση.

Η εικόνα δείχνει δυο λάμπες που είναι τοποθετημένες «παράλληλα» στο τραπέζι χωρίς να μπορούμε να αλλάξουμε τη θέση τους, μια μπαταρία, και ένα αμπερόμετρο. Διαθέτουμε ακόμη τέσσερα καλώδια (αγωγούς σύνδεσης).
Συνδέστε κατάλληλα τα καλώδια στους ακροδέκτες Α,Β,Γ,Δ,Ε,Ζ,Η,Θ ώστε οι λάμπες να συνδεθούν «σε σειρά», και το αμπερόμετρο να δείχνει την ένταση του ρεύματος που δίνει η ηλεκτρική πηγή.

Αν τώρα υποθέσουμε ότι οι αντιστάσεις είναι 3Ω, 9Ω η ηλεκτρική πηγή έχει ΗΕΔ Ε=18V, r=0Ω ενώ το αμπερόμετρο έχει σχεδόν μηδενική αντίσταση, να βρεθεί η ένταση του ρεύματος που διαρρέει κάθε αντιστάτη, αφού πριν οι αντιστάτες R1 και R2 συνδεθούν σε σειρά, όπως στο προηγούμενο πείραμα με τις λάμπες.

Μπορείτε να βρείτε το δυναμικό των σημείων των αγωγών σύνδεσης, υποθέτοντας 0V το δυναμικό του αρνητικού πόλου της πηγής;

Τι νομίζετε θα συμβεί στην ένταση του ρεύματος αν «καεί» μία λάμπα, ή αν ξεβιδώσουμε κάποια λάμπα από τη λυχνιολαβή της;

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Οι αγωγοί ΕΘ, ΘΑ έχουν δυναμικό 18 Volt, ο αγωγός ΒΓ έχει δυναμικό 13,5 Volt και ο αγωγός ΔΖ έχει δυναμικό 0 Volt.
Αν καεί μία λάμπα, η ένταση του ρεύματος μηδενίζεται – το ρεύμα δεν έχει δρόμο να διαβεί (σοκάκι να περάσει!). Το ίδιο όταν ξεβιδώσουμε μια λάμπα απ’ το ντουί της, σβήνει και η άλλη.