1. Αυτεπαγωγή - 2
Γουρζής Στάθης – Φυσικός
Συνεργάτης ΕΚΦΕ Λευκάδος 2008 – 2012
Εργαστήρια Φυσικών Επιστημών Νυδριού Λευκάδος

3. Από το σχολικό βιβλίο Φυσικής της Β ΄ Λυκείου - Κατεύθυνσης …

4. Αν, λοιπόν, σε ένα ωμικό κύκλωμα,
με σταθερή αντίσταση,
αυτήν που διαθέτει το πηνίο,
μεταβάλουμε την τιμή του ρεύματος,
αυτό θα προκαλέσει και αντίστοιχη
μεταβολή στην τιμή του μαγνητικού
πεδίου στο εσωτερικό του πηνίου …

5. Η μεταβολή αυτή, μπορεί να επιτευχθεί,
με το στιγμιαίο κλείσιμο του διακόπτη στο κύκλωμα …

6. … ή, με το στιγμιαίο άνοιγμα του διακόπτη στο κύκλωμα …

7. Στο σχολικό εργαστήριο, θα προσπαθήσουμε
να δείξουμε στο φαινόμενο της αυτεπαγωγής,
την καθυστέρηση που προηγείται της
αποκατάστασης της τιμής του ρεύματος,
καθώς και την αντίστοιχη μεταβολή που
προκαλείται στο μαγνητικό πεδίο …

8. Θα χρειαστούμε μια πηγή συνεχούς ρεύματος,
διακόπτη και καλώδια,
καθώς και ένα πηνίο Ν = 24.000 σπειρών …

9. … μια βάση στήριξης, μικρή μεταλλική ράβδο,
λαβίδα και σύνδεσμο,
για την στήριξη των αισθητήρων του MultiLog …

10. Ι
Β
… το MultiLog, με τους αισθητήρες του μαγνητικού πεδίου και της
μέτρησης της έντασης του ρεύματος,
μαζί με τα καλώδια σύνδεσης τους …

11. … και τον Η/Υ του εργαστηρίου
μαζί με τον προβολέα.

12. Ανοίγουμε το MuliLog …

13. … συνδέουμε πρώτα τον αισθητήρα του ρεύματος …

14. … και ύστερα συνδέουμε τον αισθητήρα της μέτρησης του μαγνητικού πεδίου …

15. Τοποθετούμε το πηνίο πάνω σε μια ξύλινη βάση,
ώστε να βάλουμε πιο άνετα τους αισθητήρες του MuliLog …

16. … και φτιάχνουμε την βάση στήριξης του αισθητήρα του μαγνητικού πεδίου …

17. … και τον τοποθετούμε έτσι,
ώστε να μετρά το μαγνητικό πεδίο
στο εσωτερικό του πηνίου …
Στερεώνουμε τον αισθητήρα στη λαβίδα …

18. Συνδέουμε τώρα τον αυτόματο διακόπτη
με την πηγή του συνεχούς ρεύματος στην μια άκρη
και με το πηνίο μας, στην άλλη …

19. Συνδέουμε, τώρα, τον αισθητήρα του ρεύματος σε σειρά στο κύκλωμα …

20. Ανοίγουμε το πρόγραμμα DB – Lab 3.2 …

21. … και από το μενού «Καταγραφέας»,
επιλέγουμε «Πίνακας Ελέγχου» …
Στα «Σημεία» επιλέγουμε «200»,
και στο «Ρυθμός» επιλέγουμε «100/sec» …

22. Ανοίγουμε την πηγή του συνεχούς ρεύματος …
… και δίνουμε μια τιμή στην τάση,
εδώ περίπου 20 V …

23. Ξεκινάμε τις μετρήσεις
με το MultiLog …
… και ανοιγοκλείνουμε τον διακόπτη δύο φορές …

24. Το πρόγραμμα Db – Lab 3.2 μας δίνει την γραφική παράσταση,
που προβάλλεται στον πίνακα με τον προβολέα του εργαστηρίου …
Ρεύμα
Κόκκινη Γραμμή
Μαγνητικό Πεδίο
Μπλε Γραμμή

25. Ρεύμα
Κόκκινη Γραμμή
Μαγνητικό Πεδίο
Μπλε Γραμμή
Από το μενού «Προβολή»,
επιλέγουμε «Μεγέθυνση» …
….έχοντας ήδη τοποθετήσει τους δείκτες του ποντικιού …

26. Παρατηρούμε την μεταβολή του ρεύματος
και την αντίστοιχη μεταβολή του μαγνητικού πεδίου …
Μεταβολή
Ρεύματος
ΔΙ = 0 – 5 mA
Μεταβολή
Μαγνητικού Πεδίου
ΔB = 0.5 – 2.1 mT
Διαφορά Χρόνου
Δt = 110 msec

27. Δίνουμε τιμή στην τάση, στα 16 V …

28. … και παίρνουμε την γραφική παράσταση,
στον πίνακα του εργαστηρίου …
Ρεύμα
Κόκκινη Γραμμή
Μαγνητικό Πεδίο
Μπλε Γραμμή

29. Ρεύμα
Κόκκινη Γραμμή
Μαγνητικό Πεδίο
Μπλε Γραμμή
Επιλέγουμε πάλι «Μεγέθυνση» …

30. Παρατηρούμε την μεταβολή του μαγνητικού πεδίου
να είναι λίγο μικρότερη …
Μεταβολή
Ρεύματος
ΔΙ = 0 – 5 mA
Μεταβολή
Μαγνητικού Πεδίου
ΔB = 0.5 – 1.7 mT
Διαφορά Χρόνου
Δt = 110 msec

31. Δοκιμάζουμε τώρα να μεγαλώσουμε την τάση αρκετά,
και την βάζουμε στα 125 V …

32. Παίρνουμε την γραφική παράσταση …
Ρεύμα
Κόκκινη Γραμμή
Μαγνητικό Πεδίο
Μπλε Γραμμή

33. Ρεύμα
Κόκκινη Γραμμή
Μαγνητικό Πεδίο
Μπλε Γραμμή
… και με την «Μεγέθυνση» …

34. Παρατηρούμε την αισθητή μεταβολή του μαγνητικού πεδίου
και την επίσης αισθητή μεταβολή στην τιμή του ρεύματος …
Μεταβολή
Ρεύματος
ΔΙ = 0 – 20 mA
Μεταβολή
Μαγνητικού Πεδίου
ΔB = 0.5 – 4.7 mT
Διαφορά Χρόνου
Δt = 120 msec

35. Μεγαλώνουμε την τάση στα 250 V …

36. Παίρνουμε πάλι την γραφική παράσταση
στον πίνακα του εργαστηρίου…
Ρεύμα
Κόκκινη Γραμμή
Μαγνητικό Πεδίο
Μπλε Γραμμή

37. Ρεύμα
Κόκκινη Γραμμή
Μαγνητικό Πεδίο
… και πάλι με την «Μεγέθυνση» … Μπλε Γραμμή

38. Παρατηρούμε την αισθητή μεταβολή στην τιμή του ρεύματος
και την μεταβολή στην τιμή του μαγνητικού πεδίου …
Μεταβολή
Ρεύματος
ΔΙ = 0 – 30 mA
Μεταβολή
Μαγνητικού Πεδίου
ΔB = 0.5 – 7 mT
Διαφορά Χρόνου
Δt = 120 msec

39. Μεγαλώνουμε τώρα την τάση στα 375 V …

40. … και παίρνουμε την γραφική παράσταση
στον πίνακα του εργαστηρίου…
Ρεύμα
Κόκκινη Γραμμή
Μαγνητικό Πεδίο
Μπλε Γραμμή

41. Ρεύμα
Κόκκινη Γραμμή
Μαγνητικό Πεδίο
Μπλε Γραμμή
… με την «Μεγέθυνση» …

42. Παρατηρούμε μικρή μεταβολή στην τιμή του ρεύματος προς τα πάνω
και μικρή μεταβολή στην τιμή του μαγνητικού πεδίου προς τα κάτω …
Μεταβολή
Ρεύματος
ΔΙ = 0 – 35 mA
Μεταβολή
Μαγνητικού Πεδίου
ΔB = 0.5 – 6.5 mT
Διαφορά Χρόνου
Δt = 140 msec

43. Τέλος βάζουμε την τάση στα 500 V …

44. … και παίρνοντας την γραφική παράσταση
στον πίνακα του εργαστηρίου …
Ρεύμα
Κόκκινη Γραμμή
Μαγνητικό Πεδίο
Μπλε Γραμμή

45. Ρεύμα
Κόκκινη Γραμμή
Μαγνητικό Πεδίο
Μπλε Γραμμή
… κάνουμε «Μεγέθυνση» …

46. Παρατηρούμε μεταβολή στην τιμή του ρεύματος
και μικρή μεταβολή στην τιμή του μαγνητικού πεδίου …
Μεταβολή
Ρεύματος
ΔΙ = 0 – 60 mA
Μεταβολή
Μαγνητικού Πεδίου
ΔB = 0.5 – 7 mT
Διαφορά Χρόνου
Δt = 110 msec

47. Μπορούμε να έχουμε όλες τις γραφικές παραστάσεις ,
από όλες τις τάσεις που χρησιμοποιήσαμε,
στον πίνακα του εργαστηρίου …

48. … και να κάνουμε συγκρίσεις, εδώ για παράδειγμα,
έχουμε την γραφική παράσταση ρεύματος και μαγνητικού πεδίου Μεταβολή
για τάση πηγής συνεχούς ρεύματος στα 20 V… Ρεύματος
ΔΙ = 0 – 5 mA
Μεταβολή
Μαγνητικού Πεδίου
ΔB = 0.5 – 2.1 mT
Διαφορά Χρόνου
Δt = 110 msec
… και την γραφική παράσταση ρεύματος και μαγνητικού πεδίου
για τάση πηγής συνεχούς ρεύματος στα 125 V…
Μεταβολή
Ρεύματος
ΔΙ = 0 – 20 mA
Μεταβολή
Μαγνητικού Πεδίου
ΔB = 0.5 – 4.7 mT
Διαφορά Χρόνου
Δt = 120 msec

49. … ενώ εδώ έχουμε την γραφική παράσταση ρεύματος και μαγνητικού πεδίου
για τάση πηγής συνεχούς ρεύματος στα 20 V …
Μεταβολή
Ρεύματος
ΔΙ = 0 – 5 mA
Μεταβολή
Μαγνητικού Πεδίου
ΔB = 0.5 – 2.1 mT
Διαφορά Χρόνου
Δt = 110 msec
… και την γραφική παράσταση ρεύματος και μαγνητικού πεδίου
για τάση πηγής συνεχούς ρεύματος στα 250 V …
Μεταβολή
Ρεύματος
ΔΙ = 0 – 30 mA
Μεταβολή
Μαγνητικού Πεδίου
ΔB = 0.5 – 7 mT
Διαφορά Χρόνου
Δt = 120 msec

50. … εδώ έχουμε πάλι την γραφική παράσταση ρεύματος και μαγνητικού πεδίου
για τάση πηγής συνεχούς ρεύματος στα 20 V …
Μεταβολή
Ρεύματος
ΔΙ = 0 – 5 mA
Μεταβολή
Μαγνητικού Πεδίου
ΔB = 0.5 – 2.1 mT
Διαφορά Χρόνου
Δt = 110 msec
… και την γραφική παράσταση ρεύματος και μαγνητικού πεδίου
για τάση πηγής συνεχούς ρεύματος στα 375 V … Μεταβολή
Ρεύματος
ΔΙ = 0 – 35 mA
Μεταβολή
Μαγνητικού Πεδίου
ΔB = 0.5 – 6.5 mT
Διαφορά Χρόνου
Δt = 140 msec

51. … και εδώ έχουμε την γραφική παράσταση ρεύματος και μαγνητικού πεδίου
για τάση πηγής συνεχούς ρεύματος στα 20 V …
Μεταβολή
Ρεύματος
ΔΙ = 0 – 5 mA
Μεταβολή
Μαγνητικού Πεδίου
ΔB = 0.5 – 2.1 mT
Διαφορά Χρόνου
Δt = 110 msec
… και την γραφική παράσταση ρεύματος και μαγνητικού πεδίου
για τάση πηγής συνεχούς ρεύματος στα 500 V …
Μεταβολή
Ρεύματος
ΔΙ = 0 – 60 mA
Μεταβολή
Μαγνητικού Πεδίου
ΔB = 0.5 – 7 mT
Διαφορά Χρόνου
Δt = 110 msec

52. … τέλος πειράματος …