Att mäta spänning ström och resistans i elektriska kretsar

Från Wikiskola
Hoppa till navigering Hoppa till sök

Material

Arduino, breadboard, multimeter, komponenter, etc.

Teori

Mål för undervisningen

Du behöver förstå

  • hur du mäter ström och spänning med multimeter
  • hur du beräknar ersättningsresistansen för serie och parallellkopplingar
  • hur du beräknar elektrisk effekt
  • hur man läser av färgkoden för ett motstånd

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

This is a diagram of several resistors, connected end to end, with the same amount of current through each. 

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

Parallellkopplade resistanser

A diagram of several resistors, side by side, both leads of each connected to the same wires.

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
How to measure i and u

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


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. Bilden till höger visar en koppling som ger motorn lägre spänning. Tag två motstånd på 220 Ohm. Koppla en spänningsbrygga så att motorn får halva spänningen. Vad händer? Om ingenting händer är det också ett resultat. Förklara vad som händer med spänningen och strömmen!
  4. Om du vill förbättra kopplingen så läser du på om potentiometern och använder en sådan. Mät resistansen och bestäm gränsen för när motorn börjar snurra. Mät även spänning och ström. Stämmer Ohms lag?

Länkar

Elmotorer på Kjell

Verkningsgraden

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

Om du får OK kan du genomföra dina mätningar.

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.

Hämtad från ”https://wikiskola.se/index.php?title=Att_mäta_spänning_ström_och_resistans_i_elektriska_kretsar&oldid=51853”