با قانون اهم در ارتباط باشید

مصالح ساختمانی (برای 30 ایستگاه کاری)

مواد مورد نیاز

• 30 - جا باتری ، 4 عدد باتری قلمی
• 1 - نگهدارنده باتری ، یک سلول AA
• 120 - باتری AA
• 30-نگهدارنده لامپ بر اساس پیچ
• 100 - جهنده منجر می شود
• 30 - مقاومت ، 1/2 وات ، 47 اهم
• 30 - مقاومت ، 1/2 وات ، 100 اهم
• 30 - لامپ ، شماره 40 ، 6.3 ولت ، 150 میلی آمپر
• 1 - Roll of Wire ، 22 ، 20 یا 18 AWG ، رشته دار ، هر رنگ
• 60 - مولتی متر دیجیتال
• 1- لحیم ، 60-40 ، هسته رزین
• 3 - صفحات چوبی ، برنجی ، 1/2 2 XNUMX اینچ
• 60 - صفحات چوبی ، برنجی ، 1/2 2 XNUMX اینچ
• 5 - قطعات چوب ، 1 ″ x 6 ″ x 8 اینچ (اندازه برش 3/4 ″ x 5 1/2 ″)
• 100-بدون 4 پیچ چوبی با سر مسطح-1/2 ″ طول
• 100-بدون 4 پیچ چوبی با سر مسطح-3/4 ″ طول
• 5 - ورق های سمباده ، خوب ، 120 ریز.

منابع احتمالی مواد مورد نیاز

• فروشگاه سخت افزار محلی
• Omnitron Electronics (www.omnitronelectronics.net)
• رادیو کلبه (www.radioshack.com)

دستورالعمل های مونتاژ تستر پیوستگی

قطعات تستر پیوستگی که در تصویر زیر مشاهده می کنید بر روی تخته چوبی نصب شده است که طول آن 6 اینچ است و از چوب 1 اینچی با چوب 6 اینچی (اندازه واقعی 3/4 اینچ در 5 1/2 اینچ) بریده شده است. ابعاد تخته و قرار دادن دقیق اجزا مهم نیست. نگهدارنده باتری با دو پیچ چوبی شماره چهار سر تخت به طول 1/2 اینچ به تخته محکم می شود. نگهدارنده لامپ با دو پیچ چوبی سر مسطح به طول 3/4 اینچ به تخته محکم می شود. سیمهای 20 رشته ای AWG با تکه چسب از تفنگ چسب حرارتی به تخته محکم شده اند. صفحات برنجی 1/2 اینچ در 2 اینچ "بشقاب های ترمیم کننده" برنجی هستند که از مراکز خانگی ، فروشگاه های سخت افزار و مغازه های کابینت موجود است. سیمها با لحیم کاری 60-40 هسته ای به صفحات برنجی لحیم می شوند.

صفحات برنجی با روکش لاکی پوشانده شده اند تا از ایجاد لکه جلوگیری شود. با این حال ، این پوشش غیر رسانا است و بنابراین باید به طور کامل از صفحات برنجی برداشته شود. همچنین برای تسهیل ایجاد اتصالات لحیم ، لاک باید برداشته شود. کاغذ سنباده خوب (120 دانه) کار خوبی را در از بین بردن سطح لاک انجام می دهد.

اتصالات لحیم کاری را می توان با یک آهن لحیم کاری کوچک 25 وات ساخت. اتصالات سیم به صفحات برنجی قبل از نصب صفحات برنجی و نگهدارنده باتری روی برد انجام می شود.

قطعات قبل از نصب در اینجا نشان داده شده است.

عکسها و نمودارهای دارنده باتری تک سلولی جایگزین

آزمایش مقاومت ها

اندازه گیری و ثبت داده ها برای هر یک از مقاومت ها اساساً مشابه لامپ است. جزئیات دقیق اتصال مقاومت در مدار در قسمت مونتاژ تستر پیوستگی در بخش "مواد" نشان داده شده است.

با این حال ، مطمئن شوید که لامپ را از نگهدارنده لامپ جدا می کنید تا هیچ یک از جریانها از مقاومت عبور نکند و میلی آمپر متر را بیش از حد بار نکند. عدم برداشتن لامپ از نگهدارنده لامپ با مقاومت در مدار نیز ممکن است باعث فوت فیوز در متر آمپر شود. 

هنگامی که اولین نقطه داده برای مقاومت اندازه گیری و ثبت می شود ، اقدام به حذف و دور زدن یک سلول در یک زمان کنید تا دومین ، سومین و چهارمین نقاط داده مقاومت را بدست آورید. روش حذف و دور زدن سلولها همان است که برای لامپ استفاده شده است و در شکلهای 2A ، 2B و 2C در کاربرگ دانش آموز نشان داده شده است. پنجمین نقطه داده برای صفر میلی آمپر و صفر ولت برای مقاومتها درست مانند لامپ روشن است. داده های هر دو مقاومت و لامپ را می توان در یک صفحه داده و نمودار برای مقایسه آسان منحنی های هر عنصر ثبت کرد.

چالش طراحی

شما یک تیم مهندسی هستید که چالش استفاده از مولتی مترهای دیجیتالی را برای جمع آوری داده هایی که روی نمودار رسم شده اند نشان می دهد که نشان می دهد ولتاژ و جریان با توابع خطی برای مقاومت های معمولی و توابع توان برای لامپ ها مرتبط هستند. شما یک منحنی مناسب "بهترین" را از طریق نقاط داده برای عنصر مورد آزمایش ترسیم می کنید ، این روند را برای دو یا سه عنصر مختلف مدار تکرار می کنید و منحنی ها را مقایسه می کنید.

ضوابط

• برای جمع آوری داده ها باید از مولتی متر استفاده کنید.
• باید نقاطی را در نمودار نشان دهد که نشان دهنده ولتاژها و جریانهای ثبت شده است.
• منحنی "بهترین تناسب" را از طریق نقاط داده برای عنصر آزمایش شده ترسیم کنید.
• فرآیند را برای دو یا سه عنصر مختلف مدار تکرار کنید.
• منحنی ها را با هم مقایسه کرده و در مورد ماهیت منحنی های هر عنصر مشاهده کنید.

محدودیت ها

• فقط از مواد ارائه شده استفاده کنید.

1. این فعالیت در تیم های 2 نفره تکمیل می شود.
2. کاربرگ Get Connected with Ohm's Law را به اشتراک بگذارید.
3. موضوعات را در بخش مفاهیم زمینه بحث کنید. در مورد قانون اهم بحث کنید.
   قانون اهم چیست؟
   قانون اهم یک معادله ریاضی است که رابطه بین ولتاژ ، جریان و مقاومت در مدارهای الکتریکی را توضیح می دهد. به صورت زیر تعریف شده است: E = I x R
   • E = ولتاژ (ولتاژ یک اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه روی یک سیم رسانا است. ولتاژ بر حسب ولت اندازه گیری می شود و از منابع مختلف مانند پریزهای برق و باتری ها می آید.)
   • I = جاری (جریان با آمپر اندازه گیری می شود. جریان ذرات باردار است که از منبع ولتاژ از طریق مواد رسانا به زمین جریان می یابد.
   • R = مقاومت (مقاومت آن مخالفتی است که یک جسم مادی در برابر عبور جریان الکتریکی ارائه می دهد. مقاومت با اهم اندازه گیری می شود. نمونه هایی از موارد مقاومتی لامپ ها و قهوه سازها هستند.)
4. این فعالیت شامل استفاده از باتری اسمی شش ولت (متشکل از چهار سلول اسمی 1.5 ولت اسمی متصل به صورت سری) به موارد زیر است:
   • جریان را از طریق یک عنصر مدار ساده هدایت کنید و جریان را از طریق عنصر و ولتاژ در داخل عنصر اندازه گیری و ضبط کنید زیرا تعداد سلول های باتری از یک سلول واحد به چهار سلول متغیر است.
   • نقاط نمودار را روی نمودار نشان می دهد که ولتاژ و جریان ثبت شده را نشان می دهد.
   • منحنی "بهترین تناسب" را از طریق نقاط داده برای عنصر آزمایش شده ترسیم کنید.
   • فرآیند را برای دو یا سه عنصر مختلف مدار تکرار کنید.
   • منحنی ها را با هم مقایسه کرده و در مورد ماهیت منحنی های هر عنصر مشاهده کنید.
5. تجهیزات
   • سه عنصر مدار که به خوبی کار می کنند عبارتند از یک مقاومت 47 اهم ، یک مقاومت 100 اهمی و یک لامپ چراغ قوه شماره 40 (دارای توان 6.3 ولت ، 150 میلی آمپر). تجهیزات نشان داده شده در اینجا از یک تستر پیوستگی استفاده می کند که شامل یک نگهدارنده باتری چهار سلولی AA است که به صورت سری با یک نگهدارنده لامپ پوسته پیچ مینیاتوری متصل شده است. سیم باز نگهدارنده باتری و سیم باز نگهدارنده لامپ روی دو صفحه کوچک ، مسطح و برنجی تعمیر می شود. اشیاء مورد آزمایش برای تداوم برای پر کردن شکاف باریک بین صفحات تعمیر برنج استفاده می شوند. دستورالعمل های کاملی که نحوه جمع آوری تستر پیوستگی را توضیح می دهد در بخش "مواد" آورده شده است.
   • با این حال ، این فعالیت به همان خوبی با استفاده از سلول های C یا D در دو نگهدارنده باتری چهار سلولی یا در نگهدارنده های باتری تک سلولی که به صورت سری به صورت متصل به هم متصل شده اند ، کار می کند. نمودارهای شماتیک و عکسهای چیدمان متناوب با استفاده از نگهدارنده های جداگانه باتری در بخش "مواد" آورده شده است.
   • اگرچه این فعالیت را می توان با یک متر انجام داد ، اما بهترین کار این است که دو مولتی متر برای هر ایستگاه کاری در دسترس باشد. یک مولتی متر در مقیاس 200 میلی آمپر برای اندازه گیری جریان از طریق عنصر مدار مورد آزمایش و یک مولتی متر دوم در مقیاس 20 ولت برای اندازه گیری ولتاژ کاهش یافته بر روی عنصر مدار مورد آزمایش تنظیم شده است. تقریباً می توان از هر مدل مولتی متر دیجیتال یا آنالوگ استفاده کرد. همچنین ، برای ایجاد همه اتصالات به سه یا چهار سرنخ کوتاه تست کلیپ تمساح یا "جامپر" نیاز است. جزئیات کامل در مورد تجهیزات و هزینه های برآورد شده در بخش "مواد" ارائه شده است.
6. دستورالعمل های مرحله به مرحله داده شده در کاربرگ دانش آموز را برای جمع آوری داده ها و رسم منحنی های EI برای لامپ و یک یا دو مقاومت ثابت دنبال کنید. تصویری از نمودار و برگه اطلاعات با داده های معمولی دانش آموز برای لامپ و مقاومت ها در اینجا نشان داده شده است.
   

   

   هنگامی که دانش آموزان با موفقیت داده ها را به دست آوردند و منحنی های نمودارها را رسم کردند ، می توانند مشاهداتی را در مورد رابطه بین ولتاژ مقاومتها و جریانهای مقاومت ایجاد کنند. از دانش آموزان بخواهید در بخشهای زیر فعالیتهای کشف را انجام دهند. بسته به دانش آموزان شما ، فعالیتهای کشف را می توان به صورت جداگانه یا به صورت گروهی یا تمرین کلاسی انجام داد. مقادیر مورد استفاده به عنوان مثال در فعالیتهای اکتشافی زیر از داده های معمولی دانش آموزان نشان داده شده در تصویر بالا گرفته شده است.

   کشف قانون قانون اهم

   • با نمودار E = 5 ولت یک خط افقی روی نمودار خود بکشید و خطوط عمودی را از تقاطع های خط افقی و منحنی های مقاومت 100 اهم و 47 اهم پایین بیاورید ، همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است.

   مقادیر I را بر حسب میلی آمپر ثبت کنید₁₀₀ و من ₄₇ در جاهای خالی زیر ، سپس این مقادیر را با ضرب در 1 آمپر / 1000 میلی آمپر به آمپر تبدیل کنید.

   I₁₀₀  =       52      mA x (1 آمپر / 1000 میلی آمپر) =     .052      آمپر

   I₄₇   =      108      mA x (1 آمپر / 1000 میلی آمپر) =     .108     آمپر

   • استفاده از مقادیر در آمپر I₁₀₀ و من₄₇، مقاومت R را محاسبه کنید₁₀₀ و ر₄₇.

   R₁₀₀  = 5 V / I₁₀₀  = 5 V / 052 A =           96         اهم

   R₄₇  = 5 V / I₄₇  = 5 V / 108 A =           46         اهم

   • چگونه مقادیر برای R₁₀₀ و ر₄₇ در سوال 3 بالا با مقادیر اسمی 100 و 47 اهم برای مقاومت مقایسه شده است؟

    

   

    

   • بدیهی است که مقاومت یک مقاومت ثابت شیب خطی است که رابطه بین ولتاژ و جریان را مشخص می کند. راه دیگر برای بیان این امر این است که مشاهده کنید ولتاژ در مقاومت متناسب با جریانی است که از مقاومت عبور می کند. مقاومت فقط ثابت تناسب بین ولتاژ و جریان است. 
   • نوشتن معادلات EI برای مقاومتهای ثابت

   معادلات خط روی نمودارهای EI را می توان با جایگزینی مقادیر R نوشت₁₀₀ و ر₄₇ برگرفته از داده های بالا

   برای مقاومت 100 اهم

   E = R₁₀₀ من = (     96      اهم) من

   و برای مقاومت 47 اهم

   E = R₄₇ من = (     46      اهم) من

   مقدار 0.050 آمپر (50 میلی آمپر) را به معادلات بالا وصل کرده و ولتاژهای حاصله را برای مقاومتهای 100 اهمی و 47 اهمی محاسبه کنید.

   برای مقاومت 100 اهم

   E = R₁₀₀  0.050 آمپر =       96       اهم x 0.050 A =       4.8       ولت

   به طور مشابه ، برای مقاومت 47 اهم

   E = R₄₇ 0.050 آمپر =        46        اهم x 0.050 A =       2.3       ولت

   این دو نقطه را در نمودارهای خود ترسیم کنید تا تأیید کنید که نقاط روی یا در نزدیکی خطوط مقاومت 100 اهمی و مقاومت 47 اهمی قرار دارند.

   دستور جفت گیری برای ترسیم:

   نقطه داده مقاومت 100 اهم:  50 میلی آمپر,   4.8 V

   نقطه داده مقاومت 47 اهم:    50 میلی آمپر,   2.3 V

   • نوشتن معادله EI برای لامپ.

   حال مورد لامپ را در نظر بگیرید. از آنجا که منحنی EI برای لامپ یک خط مستقیم نیست ، مقاومت برای لامپ چگونه تعریف می شود؟ در حقیقت ، مقاومت لامپ به عنوان نسبت ولتاژ به جریان درست مانند مقاومتهای ثابت تعریف می شود. اما فعالیت زیر نشان می دهد که مقاومت دیگر یک مقدار ثابت نیست. 

   • منحنی EI برای لامپ در طرح زیر نشان داده شده است. دو خط افقی در E = 5 V و در E = 2 V بکشید که منحنی را قطع کرده و دو خط عمودی را از نقاط تقاطع به پایین بکشید و مقادیر I را بخوانید_2V و من_5V در مقیاس میلی آمپر

   

    

   مقادیر I را بر حسب میلی آمپر ثبت کنید_2V و من_5V در جاهای خالی زیر ، سپس این مقادیر را با ضرب در 1 آمپر/ 1000 میلی آمپر به آمپر تبدیل کنید.

   I_2V  =       83       mA x (1 آمپر / 1000 میلی آمپر) =       .083       آمپر

   I_5V   =    136       mA x (1 آمپر / 1000 میلی آمپر) =       .136       آمپر

   استفاده از مقادیر در آمپر I_2V و من_5V، مقاومت R را محاسبه کنید_2V و ر_5V.

   R_2V  = 2 V / I_2V  = 2 V / 083 A =       24       اهم

   R_5V  = 5 V / I_5V = 5 ولت / .136A =        37       اهم

   • به وضوح مقادیر R_2V و ر_5V تفاوتهای قابل توجهی وجود دارد که جای تعجب ندارد زیرا منحنی EI لامپ یک خط مستقیم نیست. فرایند نوشتن معادله ای که رابطه بین ولتاژ و جریان لامپ را بیان می کند ، بیش از آنکه تشخیص دهد که مقاومت شیب منحنی EI است ، مانند مقاومتهای ثابت درگیر است. معادله سهمی شکل E = k I² می تواند با استفاده از هر یک از نقاط داده مشتق شود. با این حال ، منحنی به طور کلی از مبدا و نقطه ای که برای بدست آوردن مقدار k استفاده شده است عبور می کند ، اما سایر نقاط داده ممکن است فاصله زیادی از منحنی داشته باشند. معادلات چند جمله ای پیچیده تری را می توان به دست آورد که از تمام نقاط داده عبور می کند. با این حال ریاضیات درگیر خارج از محدوده این فعالیت است.
   • در این مثال ، نقطه 124 میلی آمپر ، 4.36 ولت برای محاسبه مقدار k استفاده می شود:

   k = E / I² = 4.36 ولت / (124 میلی آمپر)² = 0.000284 ولت/(میلی آمپر)²

   • بنابراین ، رابطه بین ولتاژ و جریان لامپ را می توان با معادله زیر تقریبی کرد که در آن E در ولت ، I در میلی آمپر و k دارای واحد ولت//(میلی آمپر) است².

   E = k I² = 0.000284 ولت/(میلی آمپر)²  I²

   • داده های واقعی لامپ و داده های مربوط به منحنی در یک نمودار مشترک در صفحه بعدی برای مقایسه ترسیم می شود. به عنوان مثال ، اولین نقطه در زیر محاسبه می شود.

   I = 67.5 میلی آمپر ، بنابراین ، E = [.000284 ولت/(میلی آمپر)²] (67.5 میلی آمپر)² = 1.29 ولت

   من ، mA          0.0       67.5       99.1             124               146     

   E = k I²        0.0       1.29        2.78              4.36               6.04

   

    

7. ایجاد ارتباط ریاضی اکثر دانش آموزان راهنمایی و دبیرستان بلافاصله تشخیص می دهند که معادله y = mx + b معادله یک خط در صفحه xy است و "m" شیب خط است و خط از نقطه " b ”در محور y. علاوه بر این ، اکثر دانش آموزان همچنین تشخیص می دهند که معادله y = mx یک مورد خاص است که در آن خط از مبداء صفحه xy عبور می کند. با این حال ، در اکثر موارد برای دانش آموزان بسیار دشوار به نظر می رسد که تشخیص قانون اهم ، که معمولاً "E = IR" نوشته می شود ، همچنین معادله یک خط مستقیم از طریق مبدأ صفحه ای است که "E" در حالت عمودی رسم شده است. محور و "من" در محور افقی رسم شده است. این تمرین برای کمک به دانش آموزان برای ایجاد ارتباط بین مفاهیم انتزاعی آموخته شده در جبر 1 و مقادیر فیزیکی نیروی الکتریکی (ولتاژ) و جریان الکتریکی طراحی شده است. برای مقاومت ثابت ، قانون اهم بیان ساده ای از رابطه متناسب بین الکتروموتور است. نیرو بر ولت و جریان در آمپر. معمولاً قانون اهم برای مدارهای جریان مستقیم به شکل زیر نوشته می شود.E = قانون IR اهمجایی که "E" نیروی الکتروموتور بر حسب ولت است ، "I" جریان الکتریکی در آمپر و R مقاومت در اهم است. در مورد یک مقاومت ثابت معمولی ، "R" ثابت است که تناسب بین متغیرهای «E» و «I.» - من هواپیما هستم. نوشتن قانون اهم با زیرنویس و ترتیب مجدد R و من بر مطابقت بین E ، R و I با y ، m و x در شکل شیب نقطه ای یک معادله خطی تأکید می کنم.E_y = R_m I_x
8. داده های ولتاژ و جریان مقاومتها و لامپ را می توان در یک ماشین حساب نمودار مانند TI-83 وارد کرد تا بهترین معادله خطی یا درجه دوم را بدست آورد. استفاده از نمودارهای ماشین حساب برای تجزیه و تحلیل داده های فیزیکی یکی دیگر از روش های خوب برای نشان دادن ارتباط بین مفاهیم انتزاعی ریاضی و "دنیای واقعی" به دانش آموزان است.
9. دستورالعمل مونتاژ تستر پیوستگی را در بخش "مواد" مشاهده کنید.
10. اندازه گیری و ثبت داده ها برای هر یک از مقاومت ها اساساً مشابه لامپ است. جزئیات دقیق اتصال مقاومت در مدار در اینجا نشان داده شده است.با این حال ، مطمئن شوید که لامپ را از نگهدارنده لامپ خارج می کنید تا هیچ جریان از مقاومت عبور نکند و میلی آمپر متر را بیش از حد بار نکند. عدم حذف لامپ از نگهدارنده لامپ با مقاومت در مدار نیز ممکن است باعث شود که فیوز در متر میلی آمپر منفجر شود. هنگامی که اولین نقطه داده برای مقاومت اندازه گیری و ثبت می شود ، اقدام به حذف و دور زدن یک سلول در زمان به دست آوردن نقاط داده دوم ، سوم و چهارم برای مقاومت. روش حذف و دور زدن سلولها همان است که برای لامپ استفاده شده است و در شکلهای 2A ، 2B و 2C در بالا نشان داده شده است. پنجمین نقطه داده برای صفر میلی آمپر و صفر ولت برای مقاومتها درست مثل لامپ روشن است. داده های هر دو مقاومت و لامپ را می توان در یک برگه داده و نمودار برای مقایسه آسان منحنی های هر عنصر ثبت کرد.
11. برای کسب مطالب بیشتر در مورد موضوع ، به بخش "حفاری عمیق تر" مراجعه کنید.فعالیت عایق ها و هادی های اختیاریفعالیت عایق ها و رساناها راه خوبی برای فعالیت قانون اهم است یا برای بحث در مورد ماهیت رساناها و عایق ها و نیمه رساناها. تابلوی رسانایی یک ابزار مفید در کلاس درس برای طیف وسیعی از سنین مختلف از پایه های ابتدایی تا دبیرستان است. به دانش آموزان مجموعه ای از مطالب داده می شود و از آنها خواسته می شود تا آنها را در دسته های هادی و غیر رسانا طبقه بندی کنند. برای مرتب سازی اولیه ، رسانا هر ماده ای است که باعث سوزاندن نور شود ، هرچند کم نور ، و غیر رسانا موادی هستند که هیچ نشانه ای از نور در آنها دیده نمی شود.مواد پیشنهادی:
    • غیر رسانا: کاغذ ، چوب صنایع دستی چوبی (چوب بستنی) ، نوار لاستیکی ، نی آشامیدنی پلاستیکی و نخ یا ریسمان.
    • هادی ها: دیود یکسو کننده (به عنوان مثال 3A ، 50 V Radio Shack 276-1141) ، 1/2 وات ، مقاومت 47 اهم ، 1/2 وات ، مقاومت 100 اهم ، سرب مداد ، فویل آلومینیومی ، پنی ، میخ فولادی ، سیم مسی.

    هنگامی که مرتب سازی اولیه انجام شد ، از دانش آموزان خواسته می شود تا مواد رسانا را به دو گروه تقسیم کنند: گروه 1 شامل موادی که لامپ برای آنها بسیار روشن می سوزد و گروه 2 شامل موادی است که لامپ در آنها بطور قابل توجهی کم نورتر است. مواد گروه 1 شامل موادی است که از فلزات رایج مانند آلومینیوم ، مس و آهن ساخته شده است.

    مواد گروه 2 ، آنهایی که الکتریسیته را به خوبی هدایت می کنند تا لامپ را تا حدی روشن کنند اما نه به اندازه هادی های فلزی ، شامل مقاومت 47 اهمی ، مقاومت 100 اهمی ، دیود و سرب مدادی هستند.

    از دانش آموزان خود بخواهید تا روشنایی لامپ را هنگام کار به صورت سری با مقاومت 47 اهم با روشنایی لامپ هنگام کار با مقاومت 100 اهم مقایسه کنند. بسته به تازه بودن باتری ها ، رشته لامپ ممکن است هنگام کار بر روی مقاومت 100 اهمی به سختی بدرخشد.

    دیود تنها ماده ای است که در یک جهت هدایت می شود ، اما در جهت دیگر نیست. بحث در مورد نحوه عملکرد دیود ، مقدمه خوبی برای بحث در مورد نیمه هادی ها است.

    سرب مداد یکی دیگر از مواد بسیار جالب است. مهم است که برای دانش آموزان روشن شود که سرب مداد حاوی سرب فلزی نیست ، بلکه شکلی از کربن به نام "گرافیت" است. این واقعیت که الماسها نیز کاملاً از اتمهای کربن ساخته شده اند ، اما عایقهای خوبی هستند ، نشاندهنده واضحی است که مواد خواص رسانایی الکتریکی خود را نه تنها به نوع اتمهای موجود بلکه به ترتیب آرایش اتمها در یک ساختار کریستالی خاص مدیون هستند. به

    دلیل نام گذاری سرب مداد به این دلیل است که سر مداد در ظاهر شبیه سرب فلزی است. بنابراین گرافیت یک مثال خوب از یک رسانای غیر فلزی است. گرافیت همچنین یک روان کننده عالی است که می تواند دمای بالا را نیز تحمل کند. از آنجا که گرافیت لغزنده است اما مانند روغن روان کننده چسبناک نیست ، گرافیت به عنوان روان کننده برای قفل ها و زنجیرهای دوچرخه استفاده می شود. ترکیبی از خاصیت روان کنندگی و رسانایی گرافیت ، گرافیت را به یک ماده عالی برای استفاده در تماس های الکتریکی کشویی تبدیل می کند. به عنوان مثال ، برس های گرافیتی برای انتقال جریان الکتریکی به آرماتورهای دوار موتورهای الکتریکی مانند موتورهای استارت اتومبیل ، جاروبرقی ، مته های برقی دستی و سایر لوازم خانگی استفاده می شود.

این درس را می توان در کمتر از 1 دوره کلاس برای دانش آموزان مسن انجام داد. با این حال ، برای کمک به دانش آموزان از احساس عجله و تضمین موفقیت دانش آموزان (به ویژه برای دانش آموزان جوان) ، این درس را به دو دوره تقسیم کنید و به دانشجویان فرصت بیشتری برای طوفان فکری ، آزمایش ایده ها و نهایی کردن طرح آنها دهید. تست و تست را در دوره کلاس بعدی انجام دهید.

صفحه اطلاعات قانون اهم

قانون اهم چیست؟

قانون اهم یک معادله ریاضی است که رابطه بین ولتاژ ، جریان و مقاومت در مدارهای الکتریکی را توضیح می دهد. به این صورت تعریف می شود: E = I x R

• E = ولتاژ (ولتاژ یک اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه روی یک سیم رسانا است. ولتاژ بر حسب ولت اندازه گیری می شود و از منابع مختلف مانند پریزهای برق و باتری ها می آید.)
• I = جاری (جریان با آمپر اندازه گیری می شود. جریان ذرات باردار است که از منبع ولتاژ از طریق مواد رسانا به زمین جریان می یابد.
• R = مقاومت (مقاومت آن مخالفتی است که یک جسم مادی در برابر عبور جریان الکتریکی ارائه می دهد. مقاومت با اهم اندازه گیری می شود. نمونه هایی از موارد مقاومتی لامپ ها و قهوه سازها هستند.) 

مقاومت ساده ترین عنصر از سه عنصر مدار غیرفعال است.

سه عنصر مدار الکتریکی منفعل وجود دارد: خازن ، که انرژی را به شکل میدان الکتریکی ذخیره می کند. سلف ، که انرژی را به شکل میدان مغناطیسی ذخیره می کند و مقاومت ، که به جای ذخیره انرژی ، پخش می شود. این تمرین فقط با مقاومت ، ساده ترین از سه عنصر مدار غیرفعال ، سروکار دارد. با این حال دو نوع مقاومت مورد آزمایش قرار می گیرد ، مقاومتهای خطی که دارای مقاومت ثابت یا ثابت هستند و لامپ دارای مقاومت غیر خطی است که با مقدار جریان عبوری از لامپ متفاوت است.

سنت در نمادگذاری غالب است.
در حالی که استفاده از "R" برای نشان دادن مقاومت به اندازه کافی شهودی است ، استفاده از "E" و "I" برای نشان دادن ولتاژ "E" ایجاد شده در مقاومت که از طریق آن "I" فعلی عبور می کند ، برگرفته از سنت است. "E" مخفف "نیروی الکتروموتور" است ، اصطلاح اصلی برای کمیتی که تمایل دارد بارهای الکتریکی را از مدار عبور دهد. در حال حاضر استفاده متداول این است که از نیروی الکتریکی به عنوان "ولتاژ" ، یا از منبع مانند باتری و یا از پتانسیل ایجاد شده در مقاومتی که بار از آن عبور می کند ، استفاده شود. به همین ترتیب ، در روزهای اولیه در توسعه نظریه الکتریکی ، میزان بار عبوری از یک مدار در یک دوره معین "شدت" نامیده می شد ، مقداری که امروزه معمولاً "جریان" یا "آمپر" یا گاهی اوقات نامیده می شود. به سادگی "آمپر" برای اهداف ما ، ما به مقدار "E" که بار را از طریق مقاومت در حال حرکت می کند به عنوان "ولتاژ" اشاره می کنیم و به مقدار ، "I" ، مقدار بار عبوری از مقاومت در یک زمان معین اشاره می کنیم ، به عنوان "جریان" قانون اهم مقاومت را به عنوان نسبت ولتاژ روی عنصر به جریان عبوری از عنصر تعریف می کند.

E = قانون IR اهم

R = E / I تعریف قانون اهم از مقاومت.

اتصال به اینترنت

• قانون اهم (ohmslaw.com)

خواندن توصیه می شود

• قانون اهم ، محاسبات ریاضی الکتریکی و افت ولتاژ توسط تام هنری. شابک: 0945495269
• تاریخچه کوتاهی از تقریباً همه ، تالیف بیل برایسون. ناشر: برادوی شابک: 0767908171

فعالیت نوشتن

نمونه های مقاومت در خانه را مشخص کنید. لیستی از همه نمونه های اقلام مقاومتی که در آشپزخانه یافت می شود تهیه کنید.

تراز به چهارچوب برنامه درسی

توجه داشته باشید: برنامه های درسی در این مجموعه با یک یا چند مجموعه از استانداردهای زیر مطابقت دارد:

• S. استانداردهای آموزش علوم (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• S. استانداردهای علمی نسل بعدی (http://www.nextgenscience.org/)
• استانداردهای سواد فناوری انجمن بین المللی آموزش فناوری (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• S. اصول و معیارهای شورای ملی معلمان ریاضیات برای ریاضیات مدرسه (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• S. استانداردهای هسته هسته ای مشترک برای ریاضیات (http://www.corestandards.org/Math)
• استانداردهای علوم کامپیوتر K-12 انجمن معلمان علوم کامپیوتر (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html) 

استانداردهای ملی آموزش علوم پایه های 5-8 (سن 10-14)

استاندارد استاندارد A: علم به عنوان تحقیق

در نتیجه فعالیت ها ، همه دانش آموزان باید رشد کنند

• توانایی های لازم برای انجام تحقیقات علمی
• تفاهماتی در مورد تحقیق علمی

استاندارد B محتوا: علوم فیزیکی

در نتیجه فعالیتهایشان ، همه دانش آموزان باید درک درستی از آنها داشته باشند

• انتقال انرژی

استانداردهای ملی آموزش علوم پایه های 9-12 (سن 15-18)

استاندارد استاندارد A: علم به عنوان تحقیق

در نتیجه فعالیت ها ، همه دانش آموزان باید رشد کنند

• توانایی های لازم برای انجام تحقیقات علمی
• تفاهماتی در مورد تحقیق علمی

استاندارد B محتوا: علوم فیزیکی

در نتیجه فعالیتهایشان ، همه دانش آموزان باید درک درستی از آنها داشته باشند

• فعل و انفعالات انرژی و ماده

استانداردهای علوم نسل بعدی نمرات 3-5 (سنین 8-11)

انرژی         

دانش آموزانی که درک درستی از خود نشان می دهند می توانند:

• 4-PS3-4. ایده های علمی را برای طراحی ، آزمایش و تصفیه دستگاهی که انرژی را از شکلی به شکل دیگر تبدیل می کند به کار گیرید.

استانداردهای علوم نسل بعدی نمرات 6-8 (سنین 11-14)

حرکت و پایداری: نیروها و فعل و انفعالات

• MS-PS2-3. برای تعیین عواملی که بر قدرت نیروهای الکتریکی و مغناطیسی تأثیر می گذارد ، درباره داده ها س questionsال بپرسید.

استانداردهای علوم نسل بعدی نمرات 9-12 (سنین 14-18)

انرژی

• HS-PS3-1. ایجاد یک مدل محاسباتی برای محاسبه تغییر انرژی یک جزء در یک سیستم زمانی که تغییر در انرژی سایر اجزاء و جریانات انرژی درون و خارج از سیستم مشخص است.
• HS-PS3-3. طراحی ، ساخت و اصلاح دستگاهی که با محدودیت های معین کار می کند تا یک شکل از انرژی را به شکل دیگری از انرژی تبدیل کند.*

اصول و استانداردهای ریاضیات مدرسه (سنین 10 تا 14 سال)

استانداردهای اندازه گیری

برای تعیین اندازه گیری ها از تکنیک ها ، ابزارها و فرمول های مناسب استفاده کنید.

• از معیارهای متداول برای انتخاب روشهای مناسب برای برآورد اندازه گیری ها استفاده کنید.

اصول و استانداردهای ریاضیات مدرسه (سنین 14 تا 18 سال)

استانداردهای اندازه گیری

ویژگیهای قابل اندازه گیری اشیاء و واحدها ، سیستمها و فرایندهای اندازه گیری را درک کنید

• تصمیم گیری در مورد واحدها و مقیاس های مناسب برای موقعیت های مشکل ساز شامل اندازه گیری.

برای تعیین اندازه گیری ها از تکنیک ها ، ابزارها و فرمول های مناسب استفاده کنید.

• دقت ، دقت و خطای تقریبی را در موقعیت های اندازه گیری تجزیه و تحلیل کنید.
• برای بررسی محاسبات اندازه گیری از تحلیل واحد استفاده کنید.

استانداردهای عمومی هسته اصلی برای ریاضیات مدارس کلاس 3-8 (8 تا 14 سال)

داده های اندازه گیری

• واحدهای اندازه گیری مشابه را در یک سیستم اندازه گیری مشخص تبدیل کنید.
• ریاضی محتوا 5. MD.A.1از بین واحدهای اندازه گیری استاندارد با اندازه های مختلف در یک سیستم اندازه گیری مشخص استفاده کنید (به عنوان مثال ، 5 سانتی متر را به 0.05/XNUMX متر تبدیل کنید) و از این تبدیل ها در حل مشکلات چند مرحله ای و دنیای واقعی استفاده کنید.

هندسه

• برای حل مسائل دنیای واقعی و ریاضی نقاط مربوط به صفحه مختصات را نمودار کنید.
• ریاضی محتوا 5.GA2با رسم نقاط در ربع اول صفحه مختصات ، مشکلات واقعی و ریاضی را نشان دهید و مقادیر مختصات نقاط را در متن شرایط تفسیر کنید.

نسبت ها و روابط متناسب

• مفاهیم نسبت را درک کنید و از استدلال نسبت برای حل مشکلات استفاده کنید.
• ریاضی محتوا 6.RP.A.3از استدلال نسبت و نرخ برای حل مسائل دنیای واقعی و ریاضی استفاده کنید ، به عنوان مثال ، با استدلال در مورد جداول نسبت های معادل ، نمودارهای نواری ، نمودارهای خط دو عددی یا معادلات.
• Math.Content.7.RP.A.2c روابط متناسب را با معادلات نشان دهید. به عنوان مثال ، اگر هزینه کل t متناسب با تعداد n اقلام خریداری شده با قیمت ثابت p باشد ، رابطه بین هزینه کل و تعداد اقلام را می توان به صورت t = pn بیان کرد.

استانداردهای عمومی هسته اصلی برای ریاضیات مدارس کلاس 3-8 (8 تا 14 سال)

عبارات و معادلات

• درک قبلی از حساب را در مورد عبارات جبری اعمال و گسترش دهید.
• ریاضی محتوا 6.EE.A.2عباراتی را که حروف در آنها اعداد هستند بنویسید ، بخوانید و ارزیابی کنید.
• معادلات و نابرابری های یک متغیر را استدلال و حل کنید.
• ریاضی محتوا 6.EE.B.6هنگام حل یک مسأله در دنیای واقعی یا ریاضی ، از متغیرها برای نشان دادن اعداد و نوشتن عبارات استفاده کنید. درک کنید که یک متغیر می تواند یک عدد ناشناخته را نشان دهد ، یا بسته به هدف مورد نظر ، هر عددی را در یک مجموعه مشخص نشان دهد.
• ریاضی محتوا 6.EE.B.7با نوشتن و حل معادلات شکل x + p = q و px = q برای مواردی که p ، q و x همه اعداد منطقی غیر منفی هستند ، مسائل واقعی و ریاضی را حل کنید.

توابع

• توابع را تعریف ، ارزیابی و مقایسه کنید.
• ریاضی محتوا.8.FA1درک کنید که یک تابع یک قاعده است که به هر ورودی دقیقاً یک خروجی اختصاص می دهد. نمودار یک تابع مجموعه ای از زوج های مرتب است که از یک ورودی و خروجی مربوطه تشکیل شده است.

استانداردهای عمومی هسته اصلی برای ریاضیات مدارس کلاس 9-12 (14 تا 18 سال)

جبر

• معادلاتی ایجاد کنید که اعداد یا روابط را توصیف کند
• ریاضی. محتوا. HSA-CED.A.4با استفاده از استدلال مشابه در حل معادلات ، فرمولها را برای برجسته کردن میزان علاقه تنظیم مجدد کنید. به عنوان مثال ، قانون اهم را برابر با V = IR تنظیم کنید تا مقاومت R برجسته شود.
• معادلات و نابرابری ها را در یک متغیر حل کنید.
• ریاضی. محتوا. HSA-REI.B.3معادلات خطی و نابرابری ها را در یک متغیر حل کنید ، از جمله معادلات با ضرایب نشان داده شده با حروف.

استانداردهای سواد فناوری - همه اعصار

طرح

• استاندارد 10: دانش آموزان درک درستی از نقش عیب یابی ، تحقیق و توسعه ، اختراع و نوآوری و آزمایش در حل مسئله خواهند داشت.

جهان طراحی شده

استاندارد 16: دانش آموزان درک درستی از فناوری های انرژی و انرژی پیدا می کنند و می توانند از آنها استفاده کنند.

مراحل مرحله به مرحله

با فرض اینکه لامپ شماره 40 اولین عنصر مدار مورد آزمایش است ، تجهیزات را مطابق شکل 1 یا در ترتیب متناوب نشان داده شده در پیوست 2 ترتیب دهید.

بسیار مهم است که قبل از اتصال کنتور در مدار، اطمینان حاصل شود که متری که در سراسر نگهدارنده لامپ وصل شده است در مقیاس 20 ولت تنظیم شده است. اگر کنتوری که در سرتاسر نگهدارنده لامپ وصل شده است در مقیاس جریان تنظیم شود، شرایط اتصال کوتاه ایجاد می شود که به طور معمول فیوز را در کنتور منفجر می کند. به همین ترتیب، مهم است که متری که برای اندازه گیری جریان استفاده می شود، در مقیاس 200 میلی آمپر یا بالاتر قبل از اتصال کنتور در مدار تنظیم شود. در غیر این صورت، جریان کشیده شده ممکن است فیوز را در کنتور منفجر کند.

شکل 1

گرفتن داده ها

با وجود هر چهار سلول در نگهدارنده باتری ، ولتاژ و جریان لامپ را برای اولین نقطه داده اندازه گیری کرده و در برگه ثبت کنید.

سلول شماره 1 را همانطور که در شکل 2A نشان داده شده است خارج کرده و دور بزنید و سه سلول در نگهدارنده باتری باقی بمانید. مجدداً ولتاژ و جریان عبوری از لامپ را اندازه گیری کرده و روی برگه اطلاعات ثبت کنید تا نقطه داده دوم را بدست آورید.

اکنون سلول های شماره 1 و 2 را بردارید و آنها را دور بزنید که فقط دو سلول در نگهدارنده باتری باقی می مانند همانطور که در شکل 2B نشان داده شده است و فقط دو سلول در نگهدارنده باتری باقی می مانند. مجدداً ولتاژ و جریان عبوری از لامپ را اندازه گیری کرده و روی برگه اطلاعات ثبت کنید تا نقطه داده سوم را به دست آورید.

در نهایت، سلول های شماره 1، 2 و 3 را بردارید و آنها را دور بزنید و تنها یک سلول در نگهدارنده باتری باقی بگذارید، همانطور که در شکل 2C نشان داده شده است. مجدداً ولتاژ و جریان عبوری از لامپ را اندازه گیری کرده و روی برگه اطلاعات ثبت کنید تا به نقطه داده چهارم برسید.

از آنجا که بدیهی است هیچ جریانی از طریق لامپ در صورت عدم وجود سلول در نگهدارنده باتری وجود ندارد ، جریان نقطه صفر و صفر ولت را می توان پنجمین نقطه داده فرض کرد.

     شکل 2A شکل 2B شکل 2C

نقاط روی نمودار را رسم کرده و منحنی را رسم کنید

همانطور که در صفحه بعد نشان داده شده است، یک صفحه کاغذ گراف با جریان بر حسب میلی آمپر در مقیاس افقی و ولتاژ بر حسب ولت در مقیاس عمودی تنظیم کنید. یک مقیاس افقی مناسب 0 تا 175 میلی آمپر و یک مقیاس عمودی مناسب 0 تا 7 ولت است. پنج نقطه داده به دست آمده برای لامپ را رسم کنید و منحنی "بهترین تناسب" را بین نقاط بکشید.

E در ولت در مقابل I در میلی آمپر.

داده ها برای 6.3 ولت ، 150 میلی آمپر ، شماره. 40 لامپ

من ، فعلی ، mA         0.0         _____ _____ _____ _____ _____

E ، emf ، ولتاژ            0.0         _____ _____ _____ _____ _____

داده های مقاومت 1 47 اهم

من ، فعلی ، mA         0.0         _____ _____ _____ _____ _____

E ، emf ، ولتاژ            0.0         _____ _____ _____ _____ _____

داده های مقاومت 2 100 اهم

من ، فعلی ، mA         0.0         _____ _____ _____ _____ _____

E ، emf ، ولتاژ            0.0         _____ _____ _____ _____ _____

آزمایش مقاومت ها

اندازه گیری و ثبت داده ها برای هر یک از مقاومت ها اساساً مانند لامپ است. جزئیات دقیق اتصال مقاومت در مدار در شکل 3 نشان داده شده است.

با این حال، مطمئن شوید که لامپ را از نگهدارنده لامپ جدا کنید تا هیچ یک از جریان ها مقاومت را دور نزند و میلی آمپر متر را بیش از حد بارگذاری کند. عدم برداشتن لامپ از نگهدارنده لامپ در حالی که مقاومت نیز در مدار است، ممکن است باعث منفجر شدن فیوز در میلی آمپر متر شود.

هنگامی که اولین نقطه داده برای مقاومت اندازه گیری و ثبت شد، به حذف و دور زدن یک سلول در هر بار اقدام کنید تا نقاط داده دوم، سوم و چهارم مقاومت را بدست آورید. روش حذف و دور زدن سلول ها همان است که برای لامپ استفاده شد و در شکل های 2A، 2B و 2C در بالا نشان داده شده است. پنجمین نقطه داده برای صفر میلی آمپر و صفر ولت برای مقاومت ها همانطور که برای لامپ در نظر گرفته شده است. برای مقایسه آسان منحنی‌ها برای هر عنصر، داده‌های مقاومت و لامپ را می‌توان بر روی یک صفحه داده و نمودار ثبت کرد.

کشف قانون اهم

1. با نمودار E = 5 ولت یک خط افقی روی نمودار خود بکشید و خطوط عمودی را از تقاطع های خط افقی و منحنی های مقاومت 100 اهم و 47 اهم پایین بیاورید ، همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است.

مقادیر I را بر حسب میلی آمپر ثبت کنید₁₀₀ و من ₄₇ در جاهای خالی زیر ، سپس این مقادیر را با ضرب در 1 آمپر / 1000 میلی آمپر به میلی آمپر تبدیل کنید.

I₁₀₀  = ________ میلی آمپر x (1 آمپر / 1000 میلی آمپر) = __________ آمپر 

I₄₇   = ________ میلی آمپر x (1 آمپر / 1000 میلی آمپر) = __________ آمپر

2. استفاده از مقادیر در آمپر I₁₀₀ و من₄₇، مقاومت R را محاسبه کنید₁₀₀ و ر₄₇.

R₁₀₀  = 5V / I₁₀₀  = __________ اهم

R₄₇  = 5V / I₄₇ = __________ اهم

چگونه مقادیر برای R₁₀₀ و ر₄₇ در سوال 3 بالا با مقادیر اسمی 100 و 47 اهم برای مقاومت مقایسه شده است؟

بدیهی است که مقاومت یک مقاومت ثابت، شیب خطی است که رابطه بین ولتاژ و جریان را مشخص می کند. روش دیگر بیان این موضوع این است که مشاهده کنید ولتاژ دو سر مقاومت متناسب با جریانی است که از مقاومت می گذرد. مقاومت فقط ثابت تناسب بین ولتاژ و جریان است.

3. نوشتن معادلات EI برای مقاومتهای ثابت

معادلات خط روی نمودارهای EI را می توان با جایگزینی مقادیر R نوشت₁₀₀ و ر₄₇ برگرفته از داده های بالا

برای مقاومت 100 اهم

E = R₁₀₀ I = (_______ اهم) I

و برای مقاومت 47 اهم

E = R₄₇ I = (_______ اهم) I

مقدار 0.050 آمپر (50 میلی آمپر) را به معادلات بالا وصل کرده و ولتاژهای حاصله را برای مقاومتهای 100 اهم و 47 اهم محاسبه کنید.

برای مقاومت 100 اهم

E = R₁₀₀  0.050 آمپر = _________ اهم x 0.050 A = __________ ولت

به طور مشابه ، برای مقاومت 47 اهم

E = R₄₇ 0.050 آمپر = _________ اهم x 0.050 A = __________ ولت

این دو نقطه را در نمودارهای خود ترسیم کنید تا تأیید کنید که نقاط روی یا در نزدیکی خطوط مقاومت 100 اهمی و مقاومت 47 اهمی قرار دارند.

4. نوشتن معادله EI برای لامپ.

اکنون مورد لامپ را در نظر بگیرید. از آنجایی که منحنی EI برای لامپ یک خط مستقیم نیست، مقاومت برای لامپ چگونه تعریف می شود؟ در حقیقت، مقاومت لامپ به عنوان نسبت ولتاژ به جریان تعریف می‌شود، درست مانند مقاومت‌های ثابت. با این حال فعالیت زیر نشان می دهد که مقاومت دیگر یک مقدار ثابت نیست.

منحنی EI برای لامپ در طرح زیر نشان داده شده است. دو خط افقی در E = 5 V و در E = 2 V بکشید که منحنی را قطع کرده و دو خط عمودی را از نقاط تقاطع به پایین بکشید و مقادیر I را بخوانید_2V و من_5V در مقیاس میلی آمپر

مقادیر I را بر حسب میلی آمپر ثبت کنید_2V و من_5V در جاهای خالی زیر، سپس این مقادیر را با ضرب در 1 آمپر / 1000 میلی آمپر به آمپر تبدیل کنید.

I_2V  = ________ میلی آمپر x (1 آمپر / 1000 میلی آمپر) = __________ آمپر

I_5V   = ________ میلی آمپر x (1 آمپر / 1000 میلی آمپر) = __________ آمپر

استفاده از مقادیر در آمپر I_2V و من_5V، مقاومت R را محاسبه کنید_2V و ر_5V.

R_2V  = 2 V / I_2V   = 2 V / ________ A = __________ اهم

R_5V  = 5 V / I_5V  = 5 V / ________ A = __________ اهم

به وضوح مقادیر R_2V و ر_5V به طور قابل توجهی متفاوت هستند، که جای تعجب ندارد زیرا منحنی EI برای لامپ یک خط مستقیم نیست. فرآیند نوشتن معادله ای که رابطه بین ولتاژ و جریان را برای لامپ بیان می کند، بیشتر از تشخیص اینکه مقاومت شیب منحنی EI است مانند مقاومت های ثابت، درگیر است. یک معادله سهموی به شکل E = k I² را می توان با استفاده از هر یک از نقاط داده استخراج کرد. با این حال، منحنی به طور کلی از مبدا و نقطه ای که برای استخراج مقدار k استفاده شده است عبور می کند، اما سایر نقاط داده ممکن است فاصله قابل توجهی از منحنی داشته باشند. معادلات چند جمله ای پیچیده تری را می توان استخراج کرد که از تمام نقاط داده عبور می کند. با این حال، ریاضیات درگیر خارج از محدوده این فعالیت است.

از داده های خود برای نقطه نزدیک 4.5 ولت برای محاسبه مقدار k استفاده کنید:

k = E / I² = _______ V / (_______ میلی آمپر)² = __________ V/mA²

از مقدار محاسبه‌شده k برای ایجاد منحنی EI پیش‌بینی‌شده برای لامپ استفاده کنید. برای راحتی، از همان مقادیری برای جریان استفاده کنید که در آزمایش لامپ اندازه‌گیری کرده‌اید تا مقادیر پیش‌بینی‌شده ولتاژ دو سوی لامپ را محاسبه کنید.

من ، mA                 0            _____ _____ _____ _____

E = k I²              0             _____ _____ _____ _____

منحنی EI پیش بینی شده برای لامپ را در نمودار اصلی خود برای مقایسه ترسیم کنید. آیا منحنی پیش بینی شده داده های آزمایش را در محدوده عملکرد لامپ روشن می کند؟