گزارشکار فیزیک 2«تعیین مقامت الکتریکی»

                                  سلام دوستان شما می تونید در ادامه ی مطلب مشاهده کنید

فقط دوستان ، گزارشکار گرفتید،اگه تونستید برام نظر بزارید و برای بهتر شدن وبلاگ انتقاد پیشنهاد کنید....خوشحال میشم

موفق باشید

 

 مولتی متر:

مولتی‌متر دستگاهی است برای مشاهده چندین کمیت الکتریکی از قبیل ولتاژ یا اختلاف پتانسیل و امپراژ یا جریان و مقاومت الکتریکی که می‌توان با آن سلامت قطعات یا مشخصات یک قطعه را ارزیابی کرد. مولتی‌متر‌ها در دو نوع آنالوگ و دیجیتال وجود دارند نوع دیجیتال آن برای مصارف گوناگونی طراحی می‌شوند .
که به وسیله یک سلکتر مدور بین کمیت‌های الکتریکی می‌تواند بر حسب نیاز گردش نماید برای استفاده از آن لازم است شما با هر کدام از آن کمیت‌ها آشنا باشید که برای هریک یک واحد مشخص اندازه گیری تعیین می‌شود.

مولتی متر دیجیتال : مولتی متر دیجیتال کمیت‌های اندازه گیری شده را به صورت رقم و یا ارقامی‌بر روی صفحه نمایش نشان می‌دهد و معمولاً واحد کمیت اندازه گیری شده را نیز به طریق مناسبی نمایش می‌دهد . در شکل زیر یک نمونه مولتی متر دیجیتالی معمولی قابل حمل نمایش داده شده است .  

مولتی متر انبری:نوع دیگری مولتی متر دیجیتالی نیز وجود دارد که در آن علاوه بر امکانات بیان شده ، امبری نیز وجود دارد . توسط این امبر می‌توان بدون نیاز به سری کردن مولتی متر با المان مورد نظر در مدار ، جریان گذرنده از آن المان را اندازه گرفت . اگر سیم حامل جریان متصل به المان مورد نظر را بین امبرهای این مولتی متر قرار دهیم ، مولتی متر مقدار جریان گذرنده از سیم و در نتیجه مقدار جریان گذرنده از المان مورد نظر را نمایش می‌دهد . بنابراین توسط این مولتی متر به راحتی و خیلی سریع می‌توان مقدار جریان را اندازه گرفت . در شکل  زیر تصویری از یک مولتی متر دیجیتالی امبری نمایش داده شده است.

مولتی متر آنالوگ : در ظاهر مولتی متر آنالوگ یا عقربه ای معمولاً از یک صفحه با تعدادی خطوط مدرج ، یک عقربه که می‌تواند روی خطوط مدرج حرکت کند ، یک سلکتور ، تعدادی ترمینال ، یک پتانسیومتر تنظیم صفر و دو سیم رابط تشکیل می‌شود . ( در اینجا کاری به ساختمان داخلی مولتی متر عقربه ای نداریم و هدف فقط آشنایی با این نوع مولتی متر و نحوه استفاده از آن است ) . نمونه ای از این نوع مولتی متر در شکل زیرنمایش داده شده است .

در مولتی متر مورد نظر روی صفحه، برای کمیت‌های مختلف در چهار ردیف قوس‌های مدرج تعیین شده است که که هر ردیف به درجات مختلف تقسیم شده است روی صفحه علائم V برای اختلاف پتانسیل، A برای شدت جریان، Ω برای مقاومت الکتریکی، AC برای جریان متناوب و DC برای جریان مستقیم به کار رفته است. معمولا درجه بندی مربوط به مقاومت الکتریکی از راست به چپ و سایر درجه بندی‌ها از چپ به راست می‌باشد.

سلکتور کلیدی است که می‌تواند روی صفحه دایره شکل حول خود حرکت کند. در محیط دایره درجاتی است که حوزه کار دستگاه را نشان می‌دهد. اعدادی که کلید سلکتور مقابل آنها قرار داده می‌شود ممکن است کوچکتر یا بزرگتر از درجات قوس‌های مدرج باشند. در عمل حوزه کار انتخاب شده را بر آخرین عدد قوس مدرج تقسیم نموده، حاصل تقسیم را که ضریب قرائت نامیده می‌شود در عدد متقابل به عقربه ضرب می‌نماییم. به این ترتیب مقدار کمیت به دست می‌آید.

هنگام کار با دستگاه مولتی متر توجه به نکات زیر ضروری است:
۱٫ برای اندازه گیری شدت جریان باید دستگاه را به طور سری در مدار قرار داد.
۲٫ برای اندازه گیری اختلاف پتانسیل باید دستگاه را به طور موازی بین دو نقطه از مدار قرار داد.
۳٫ هنگام اندازه گیری مقاومت لازم است جریان برق را قطع کنیم. در غیر این صورت به دستگاه آسیب می‌رسد.
۴٫ دستگاه را با احتیاط جا به جا می‌کنیم و از وارد آمدن ضربه به آن و یا سقوط دستگاه جلوگیری می‌نماییم.
۵٫ پیچ تنظیم صفر دستگاه را نباید دستکاری کرد، زیرا این بخش از دستگاه خیلی حساس است و ممکن است فنر مربوط به آن قطع و دستگاه خراب شود.
۶٫ همیشه هنگام اندازه گیری کمیت‌ها کلید سلکتور را روی بیشترین درجه قرار می‌دهیم و در صورت لزوم به تدریج آن را کاهش می‌دهیم تا به دستگاه لطمه ای وارد نشود.
۷٫ حتی الامکان کلید سلکتور را در جهت حرکت عقربه‌های ساعت می‌چرخانیم، به علاوه چرخاندن سریع کلید سلکتور برای دستگاه خالی از ضرر نیست.

طرز کار مولتی متر دیجیتال
الف) اندازه گیری مقاومت: کلید سلکتور را روی بیشترین پله (Range) مقاومت قرار می‌دهیم، فیش سیاه رنگ را درون ترمینال (-) یا (com) مشترک و فیش قرمز به درون ترمینالی که مربوط به مقاومت یا (+) است قرار می‌دهیم. سر دیگر آنها را به طرز مناسبی به طرفین مقاومت مورد نظر وصل می‌کنیم و مقاومت را می‌خوانیم.

ب) طرز اندازه گیری ولتاژ مستقیم: سلکتور را برروی Dc آورده و فیش سیاه رنگ را درون ترمینال (com) و فیش قرمز را درون ترمینال (+) یا ترمینالی که مربوط به ولت است قرار می‌دهیم. سر دیگر آنها را به طور مناسب به قطبین مولد یا دو نقطه از مدار وصل می‌کنیم و ولتاژ را اندازه گیری می‌کنیم.

ج) طرز اندازه گیری شدت جریان مستقیم DCm: یکی از فیشها را به COM و دیگری را به mA وصل و دو سر فیش را هم به قطبین مولد یا دو نقطه از مدار متصل می‌کنیم و شدت جریان را اندازه گیری می‌کنیم. برای اندازه گیری شدت جریان‌های بیش از ۳۰۰mA تا ۱۰A فیش قرمز رنگ را درون ترمینال ۱۰A قرار می‌دهیم.

د) طرز اندازه گیری ولتاژ متناوب ACV: کلید سلکتور را روی ACV و یکی از فیشها را درون ترمینال COM و دیگری را به ترمینال مربوط به ولت وصل می‌کنیم.

هـ) طرز اندازه گیری شدت جریان متناوب ACA: فیش سیاه رنگ را درون ترمینال (COM) و فیش قرمز را درون ترمینال مربوط به Ma وصل می‌کنیم. یا در صورت لزوم به ترمینال ۱۰A وصل می‌کنیم.

کار با مولتی متر
ممکن است که ترس از برق گرفتگی و یا هر حادثه ای دیگر سدی برای کنجکاوی شما گردد. اما در واقع چنین نیست. با رعایت کردن کلیه نکات ایمنی بی شک شما نیز می‌توان از لذت کشفیات جدید و یا حتی شنیدن صدای یک بوق ساده که ساخته دست خود شماست برخوردار گردید.

مولتی متر: مولتی مترها امروزه در انواع مختلف دیجیتالی با قابلیت‌های متفاوت در بازار یافت می‌شود. برای شروع بد نیست با ساده ترین آن “مولتی متر selector ی” کار خود را آغاز کنیم. در شمایل کلی این دستگاه یک صفحه مدرج به همراه یک selector وجود دارد. همانطور که از اسم آن مشهود است این دستگاه برای اندازگیری کمیت‌هایی مانند اختلاف پتانیسل، مقاومت و جریان طراحی گردیده و برای استفاده از selector دستگاه به ترتیب بر روی واژه‌های volt- ohm – ampere کمک گرفته می‌شود.

لازم به تذکر است روی دسته سلکتور نشانگری موجود است که تعیین کننده دامنه کاری در اندازگیری‌های شما می‌باشد. این دستگاه نیز مانند هر سیستم دیگری دارای دو ترمینال آند و کاتد می‌باشد. برای استفاده صحیح از دستگاه بایستی سیم مشکی را به ترمینال منفی و سیم قرمز را به ترمینال مثبت متصل کنید. حال دکمه power دستگاه را زده و هر نوع اندازگیری را می‌توانید شروع کنید.

حال فرض می‌کنیم که مقاوتی را که می‌خواهیم آزمایش کنیم ۱۰۰ اهم باشد. با تو جه به اینکه سلکتور روی ۱*R ایستاده عقربه عدد ۱۰۰ را نشان میدهد و چنانچه رنگهای روی مقاومت پاک شده باشند در خواهیم یافت که مقاومت ما ۱۰۰ اهمی‌است ولی اگر مقاومت ما از ۵ کیلو اهم بیشتر باشد عقربه تقریبا روی علامت بی نهایت می‌ایستد و ما در این مبنا نمی‌توانیم مقدار مقاومت را بخوانیم. از این رو سلکتور را روی R*10 قرار میدهیم.
R*10 به این معنی است که اگر عقربه هر عددی را نشان دهد آن عدد باید ضربدر ۱۰ شود تا مقدار اصلی مقاوت را بتوانیم بخوانیم.

به عنوان مثال اگر مقاومت ما ۱۰ کیلو اهم باشد عقربه روی یک کیلو اهم می‌ایستد و اگر یک کیلو را ضربدر ۱۰ کنیم مقدار اصلی مقاومت که همان ۱۰ کیلو اهم است به دست می‌آید. در این ردیف Range یا مبنا نیز بیشتر از ۵۰ کیلو اهم را نمی‌توان خواند. پس اگر مقاومت ما از این مقدار بیشتر باشد باید سلکتور را روی R*100 قرار دهیم و همانطور مانند قبل هر چه عقربه نشان داد باید این دفعه ضربدر ۱۰۰ کنیم. هر وقت ما مبنا و یا رنج را در قسمت آزمایش مقاومتها عوض کنیم باید عقربه را “میزان” یا Adjust کنیم.

طریقه میزان کردن عقربه (calibration)
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 می‌شود و باید روی عدد صفر بایستد. چون مقاوتی بین دو سیم اهم متر وجود ندارد. ولی اگر اینطور نشد باید عقربه را با ولومی‌که 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 می‌کنیم.

قسمت ولتاژها
ابتدا از ولتاژ مستقیم DC.V شروع می‌کنیم. همانطور که میبینید این قسمت دارای شش مبنای اندازگیری است که از ۰٫۲۵ ولت تا ۱۰۰۰ ولت مستقیم را می‌تواند اندازه بگیرد. طرز کار این قسمت نیز تقریبا مانند اهم است یعنی اگر سلکتور را روی ۱۰ ولت قرار دهیم دستگاه ما حداکثر تا ۱۰ ولت را می‌تواند نشان دهد.

این طبقه بندی اعداد را روی صفحه قسمتی که سه طبقه عدد قرار دارد می‌توانید ببینید. سمت چپ مدار نیز با DC.V و میلی آمپر مشخص شده. حال اگر شما خواسته باشید که یک باتری و یا منبع تغذیه جریان مستقیم را آزمایش کنید باید سیم مثبت دستگاه را به مثبت منبع تغذیه و سیم منفی دستگاه را به منفی منبع تغذیه وصل نمایید. اگر چنانچه باتری شما به عنوان مثال شش ولت است باید سلکتور را روی عدد ۱۰ قرار دهید. در این صورت عقربه عدد ۶ را نشان می‌دهد ولی اگر باتری شما از ۱۰ ولت بیشتر و از ۵۰ ولت کمتر بود باید سلکتور را روی عدد ۵۰ قرار داد و چنانچه بیشتر بود روی ۱۰۰۰ ولت.

برای اندازگیری جریان مستقیم نیز مانند ولتاژ عمل میکنیم. یعنی اگر سلکتور را روی عدد ۰٫۵ قرار دهیم دستگاه حداکثر تا ۰٫۵ میلی آمپر میتواند اندازه بگیرد و اگر روی ۱۰ باشد حداکثر ۱۰ میلی آمپر و چنانچه روی ۲۵۰ باشد تا ۲۵۰ میلی آمپر.

اطمینان از اتصال و عدم اتصال سیم

قابلیت دیگر در مولتی متر Beeper است این قابلیت بما این امکان را میدهد که به اتصال به نقاط مختلف مدار و یا سیم از اتصال و یا عدم اتصال به یکدیگر اطلاع یابیم،برای مثال یک سیم در طول مسیر که در هر طرف دو رشته دارد ابتدا دو رسته سیم را بدون اتصال در هر دو طرف تست میکنم در صورتی که مولتی متر صدا پخش نکند این دو سیم در طول مسیر بهم اتصال نکرده اند و در صورت پخش صدا سیم معیوب شده و در قسمتی بیکدیگر بخورد کرده اند، در مواقعی که میخواهیم از ارتباط صحیح آگاه شویم یکطرف سیم را به هم ارتباط میدهیم در این صورت در طرف دیگر با اصال به دو سیم باید صدا از مولتی متر پخش شود ، این تست برای اطمینان از سیم و معبوب نبودن در انواع سیم برق و دیتا و یا سیم دوربین ،آنتن استفاده میگردد

هنگامی که جریان الکتریکی از آن عبور کند بین پایه‌هایش اختلاف ولتاژ ایجاد میشود. شدت جریان عبوری از یک مقاومت رابطه مستقیمی با ولتا‍‍‍‍ژعبوری از دو سر مقاومت دارد. این رابطه توسط قانون اهم نمایش داده می شود

مقاومت

مقاومت یک عنصر الکتریکی دو پایه است که مطابق قانون اهم

مقاومت های کاربردی یک القاوری سری و یک ظرفیت خازنی موازی کوچک دارند. این خصوصیات می تواند در کاربردهای آن با فرکانس بالا نقش مهمی را ایفا کند. در یک تقویت کننده یا یک پیش تقویت کننده با نویز پایین، مشخصات نویز یک مقاومت ممکن است مسئله ساز باشند. القاوری ناخواسته، نویز بیش از حد، و ضریب دمایی، بسیار وابسته به فن آوری استفاده شده در ساخت و تولید مقاومت هستند. در حالت عادی این عوامل برای خانواده خاصی از مقاومت های تولید شده جهت استفاده در یک فن آوری خاص اختصاص می یابند. خانواده ای از مقاومت های مجزا هم طبق فاکتور فرمش، که اندازه دستگاه و موقعیت رساناها ( یا دو سر) آن را متناسب با ساخت و تولید کاربردی مدارها در نظر می گیرد، قابل تشخیص می شود

در این معادله

• R:مقاومت شی در واحد اهم.
• V:اختلاف پتانسیل دو سر شی در واحد ولت.
• I:جریان الکتریکی عبوری از شی در واحد آمپر

است. ت نسبت ولتاژی عبوری از دو سر مقاومت به شدت جریان مدار، میزان مقاومت نامیده می شود و این میزان در مقاومت های معمولی که با درجه هایشان کار می کنند می تواند ثابت (مستقل از ولتاژ) در نظر گرفته شود.

مقاومت ها اجزای عمده مدارهای الکترونیکی، و بسیار کاربردی در تجهیزات الکترونیکی هستند. مقاومت های کاربردی می تواند از ترکیبات و لایه های متفاوت وهمچنین از سیم مقاومتی (سیمی که از جنس آلیاژی با مقاومت بالا مانند آلیاژ نیکل و کروم باشد) ساخته شوند. مقاومت ها در داخل تراشه ها هم عمل می کنند. به خصوص در دستگاه های آنالوگ، که مقاومت ها می توانند با مدار چاپی و مدار ترکیبی متحد شوند.

کارکرد پذیری الکتریکی یک مقاومت توسط میزان مقاومت آن مشخص می شود: مقاومت های عادی و تجاری تا بیش از نه برابر بزرگتر قابل ساخت هستند. هرگاه میزان مقاومت در یک طراحی الکترونیکی در نظر گرفته شود، درستی میزان مقاومت ممکن است برای دقت وبررسی تلرانس ساخت و تولید مقاومت های درنظر گرفته شده، مطابق با کاربرد ویژه آن، مورد نیاز باشد. ضریب دمایی میزان مقاومت هم ممکن است در برخی برنامه های کاربردی دقیق از دغدغه ها باشد. مقاومت های کاربردی همچنین برای داشتن میزان توان ماکزیممی تخصیص می یابند که در آن از اتلاف بیش از حد توان قابل پیش بینی مقاومت در یک مدارخاص جلوگیری شود:

که این نگرانی عمده در میزان توان برنامه های کاربردی الکترونیکی است. مقاومت هایی با میزان توان بالا از لحاظ فیزیکی بزرگتر هستند و ممکن است به گرماخور نیاز پیدا کنند. در مداری با ولتاژ بالا، دقت و بررسی باید بعضی اوقات با حداکثر ولتاژی که از مقاومت می توان به کار گرفت در نظر گرفته شود.

هدف آزمایش:

اندازه گیری مقدار مقاومت به دو روش (مولتی متر و اهم متر)و محاسبه ی در صد خطای اندازه گیری

نکته ی ایمنی:

در این ازمایش به نحوه ی بستن مداردقت  کنیم که مقاومت و دستگاه مولتی متر دچار آسیب نشوند

تعیین مقدار مقاومت:

طبق قانون اهم ،مقاومت از تقسیم ولتاژ به شدت جریان به دست می آید

برای اندازه گیری ولتاژ،مولتی متر(که در حالت های اندازه گیری ولتاژاست)  به صورت موازی به مقاومت و منبع تغذیه وصل میشود.

برای اندازه گیری شدت جریان ،مولتی متر(که در حالت های اندازه گیری آمپر است) به صورت سری به مقاومت و منبع وصل می شود

مراحل انجام ازمایش:

منبع تغذیه و مولتی متر را خاموش کرده و مولتی متر را در حالت اندازه گیری ولتاژ قرار میدهیم،مولتی متر را روی مقیاس بالا می گذاریم که در صورت زیاد بودن ولتاژ به مولتی متر آسیبی وارد نشود.

به وسیله ی سیم های رابط مقاومت را با منبع تغذیه و مولتی متر به صورت موازی میبندیم.

به وسیله ی سیم های رابط مقاومت را با منبع تغذیه و مولتی متر به صورت موازی میبندیم.منبع تغذیه و مولتی متر را روشن میکنیم سپس با استفاده از منبع تغذیه و مولتی متر ،ولتاژ را روی 2 ولت تنظیم میکنیم

سپس بار دیگر مولتی متار را خاموش کرده و ان را در حالت اندازه گیری آمپر قرار می دهیم،مولتی متر را روی مقیاس بالا میگذاریم که در صورت زیاد بودن شدت جریان به مولتی متر آسیبی نبیند.

سیم های رابط را جدا کرده و مقاومت را با منبع تغذیه و  مولتی متر به صورت سری میبندیم.منبع تغذیه و مولتی متر را روشن میکنیم. سپس  با کم کردن مقیاس آمپر مولتی متر و تنظیم کردن مقیاس روی مقیاس درست ،مقدار شدت جریان را اندازه گیری میکنیم

برای ولتاژ های 4 و 6 ولت هم به همین ترتیب  ابتدا ولتاژ را تنظیم و سپس شدت جریان مورد نظر را یادداشت میکنیم

ولتاژهای به دست امده را بر شدت جریان های به دست آمده تقسیم میکنیم تا مقدار مقاومت مورد نظر به دست آید(R=V/I) با استفاده از قانون اهم

در مرحله ی بعدی با استفاده از اهم متر مقدار مقاومتی که ولتاژ و جریان آن را به دست آوردیم رو اندازه میگیریم

آزمایش	Vولتاژ	(A)شدت جریان	مقاومت(اهم)
1
2
3