Att mäta spänning ström och resistans i elektriska kretsar

Material

Arduino, breadboard, multimeter, komponenter, etc.

Teori

Seriekopplade resistanser

A series circuit with a voltage source (such as a battery) and 3 resistors

När resistanserna sitter efter varandra kallas det för seriekoppling.

Länkar:

1. Seriekoppling
2. Hur man läser av färgkoden för ett motstånd

R = R1 + R2 + R3 + ... + Rn

Parallellkopplade resistanser

Vid härledningen använder man Kirchhoffs lag. Tänk dig att du har många motstånd parallellt. Vi visar det genom att skriva 1, 2, 3, ... , n. Då menar vi att vi har n stycken motstånd. N kan vara stort men i det enklaste fallet är n = 2.

I = I1 + I2 + I3 + ... + In
U/R = U/R1 + U/R2 + U/R3 + ... + U/Rn

1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... + 1/Rn

Uppgift
Beräkna ersättningsresistansen

Att mäta ström och spänning

How to measure i and u

Vid mätning av ström har multimetern extremt låg inre resistans vilket gör att mätinstrumentet inte påverkar kretsen.

Länkar

Elmotorer på Kjell

Uppgift

Laborera i grupper om tre personer:

1. läser instruktionen och söker information
2. hämtar material, utför experimentet och kopplar, etc
3. antecknar och delar med övriga i gruppen

Samtliga skriver rent anteckningarna och gör egna reflektioner samt lämnar in en pdf på lärplattformen.

Spänning

Ställ in multimetern på VDC

1. Koppla Arduinon till USB på din dator.
2. Koppla 5v Arduino till breadboard +
3. Koppla GND Arduino till breadboard -
4. och mäta spänningen från två lösa sladdar.

Motstånd

Koppla bort spänningen och koppla bara på breadboard. Ställ in multimetern på att mäta resistans.

1. mät motståndet och kolla hur väl det stämmer
2. mät på ett, två, tre och fyra motstånd i serie och jämför med det teoretiska värdet (redovisa i en tabell)
3. mät på ett, två, tre och fyra motstånd i parallel och jämför med det teoretiska värdet (redovisa i en tabell)

Elmotorn

1. Gör lämpliga mätningar och bestäm vilken effekt motorn har.
2. Jämför dina värden med vad du hittar på internet och diskutera eventuella avvikelser.
3. Koppla ett 220 Ohm motstånd i serie till motorn. Vad händer? Om ingenting händer är det också ett resultat. Förklara!
4. Bilden till höger visar kopplingen. Tag två motstånd på 220 Ohm. Koppla en spänningsbrygga så att motorn får halva spänningen. Vad händer? Om du vill förbättra kopplingen så läser du på om potentiometern och använder en sådan.

Verkningsgraden

Skissa på ett sätt att mäta verkningsgraden för en motor. Visa för din lärare.

Om du får OK kan du genomföra dina mätningar.

Motorstyrning med mer effekt

Det finns en extern IC-krets som du kan testa men då måste du kanske googla reda på själv hur du använder den. Det finns lite info nedan.

Motorstyrning med L293D

L293D är en så kallad H-brygga. Det är fyra förstärkare som kan styra motorer att köra framåt eller bakåt. Här har du alltså ett stort antal transistorer, motstånd och dioder integrerade i en IC-krets.

Kretsen kan köpas från fr Elfa: Beställ L293D

Datablad L293D

Uppgift
Testa att styra en motor Följ den här instruktionen så lär du dig hur motorstyrning med H-bryggan L293D fungerar. Ett enkelt test för att bekanta oss med L293D.] Arduino Lesson 15. DC Motor Reversing För att testa en mer komplicerad koppling.]

Fritzing

Ladda ner programmet Fritzing och rita dina egna illustrationer till rapporten.

Rapport

Lämna in en skriftlig rapport som pdf på skolplattformen. Rapporten kan ta formen av en loggbok med beskrivningar, data, slutsatser och reflektioner.