讨论结果 由于高采样率,累积了大量数据。数据作为文本复制并导入Excel。使用该数据表,选择合适的部分用于绘图。 下图显示了完整数据集的图表。
下图显示了在灯上施加pd之后的时间段。
请注意,在上面的所有图表中,绘制的pd是电阻器上的电压,而不是灯泡上的电压。由于电源电压保持恒定,电阻器上的pd减小意味着灯两端的pd必须增加。 可以清楚地看到应用pd的瞬间。同样非常清楚的是灯泡需要大约150毫秒才能达到最大亮度。 将5.1欧姆电阻器与6伏灯串联放置。DrDAQ的电压输入连接在电阻上。 电源电压设定为9伏。用数字万用表检查,结果为9.42伏。在开启和关闭期间,该值保持不变。 这种布置允许通过将欧姆定律应用于跨电阻器收集的数据来计算电流。 由于电源pd保持在9.42伏特,然后根据电阻器上的pd知识,可以找到灯上的pd。这与电流一起允许在接通期间计算灯丝的电阻。 灯亮度与其电阻之间的相关性如下图所示:
问题的答案
答案1 请记住,市电AC的频率为50 Hz(在英国),这种对改变pd的缓慢响应可能会减少闪烁的影响。
答案2 在灯丝达到足够高的温度之前,它不会发出任何光。因此,尽管其温度和电阻增加,但照明水平没有变化。
答案3 在发出任何光之前,灯将发射红外辐射。因此,能够响应红外和光的探测器将扩展该范围。
进一步研究 接通时非常大的尖峰可能是由于灯在室温下的低电阻。在此期间,电阻器上的pd将是最大值,并且随着灯丝的温度和电阻的增加而下降。 另一种可能性是它是由电源产生的尖峰,并且这发生得太快而不能被数字万用表检测到。使用连接在电源上的ADC-40重复实验。[DrDAQ以上述方式同时使用。]虽然尖峰保持在电阻器两端,但在电源上没有检测到这种影响。这似乎排除了电源接通期间的任何电涌。。 原始显示屏还显示灯泡关闭期间发生的情况。可以看出,在光发射停止之前经过了大约180毫秒。 这可能是灯丝冷却的时间。 另一种解释可能是电磁感应。在关闭时,盘绕的灯丝内产生的磁场将开始塌陷。根据伦茨的定律,这将引发一个反对势头的反对派。观察到的肯定是反对关闭。可以看出,电动势不会瞬间下降到零。 此外,可以有意地产生非常大的诱导电动势,例如。在开关中操作氖指示器。
比较开启和关闭 注意:在接通期间,灯上的pd随着电阻器上的pd的下降而增加。知道总pd,我们可以找到整个灯的pd和流动的电流。 关于关闭,pd应该降至零[反电动势可能会立即阻止这种情况发生]。因此,在此期间实际应用的pd是未知的。因此无法找到整个灯泡或其电阻。 这两个时期无法比较: 1.在接通电源期间,灯的电阻随着温度的增加而增加 - 因此亮度会随着电流的减小而增加! 2.在关闭期间,亮度和电流都在下降。 从曲线可以看出这两次之间的差异: 1.电阻上的电压下降[因而电流下降]和接通时亮度上升。 2.与关闭期间降低pd和亮度相比。 这可能在下面的屏幕截图中更清楚地看到: