Eksperimenter på Light & Strøm
Elektrisk energi og lys har en to-veis forhold: Det er enkelt å konvertere den ene til den andre. Lyspærer produsere lys fra en elektrisk strøm, og solceller generere elektrisitet fra lys. Eksperimenter utforsker dette forholdet undersøke effektiviteten av lysteknologi, måle intensiteten av lys og teste produksjonen av solceller.
lys Intensitet
Synlig lys kommer i en rekke intensitet nivåer, fra totalt mørke til blinding lysstyrke. Elektroniske enheter kalt fotometere måler lysstyrken i enheter som kalles lumen. Oppnå et fotometer og måle lumen graden av lys som reflekteres fra forskjellige farger av papir, av innsiden av et mørkt skap og direkte sollys.
Låne eller kjøpe en variabel autotransformator. Denne enheten lar deg variere spenningen av husholdningsstrøm fra null til 120 volt. I et mørkt rom, strøm en standard lampe med transformator og måle lysstyrke med en fotometer. Spill lysstyrken i lumen under endring av spenning i 5-volts skritt fra null til det maksimale. Plotter resultatene på rutepapir, ved hjelp av lyshet som Y-aksen og spenningen for X-aksen.
belysning Effektivitet
Belysning produsenter vil produsere lamper som gjør den mest mulig lys per watt strøm. Ulike belysning teknologier, for eksempel kompakte lysrør (CFLs) og glødelamper, har varierende grad av effektivitet. Få tak i en light-emitting diode (LED) lampe, en lyspære og en lyspære og måle lysstyrken til hvert med et fotometer. Del lumen lesing av lampens wattklassifiseringen for å oppnå en virkningsgrad nummer. Bestem som har den høyeste effektivitet.
Man kan også måle effektiviteten av lamper ved å måle deres temperatur. For en lyspære, blir varmebortkastet energi, siden den ikke bidrar til å tenne et rom. Bruke en elektronisk eller infrarødt termometer for å måle temperaturen i en LED-lampe, en CFL og et glødelys. Finn ut hvilken er den hotteste, og finne ut om noen produserer ingen varme i det hele tatt.
Solceller
Du kan lese om fordelene med solenergi og lurer på hvorfor solenergi ikke kjører alt. Svaret innebærer hvor mye energi du kan få fra sollys, og hvor mye energikostnadene. Få en solcelle i alle størrelser. Måle strøm og spenning i sterkt sollys. Sørg for å vinkle solcelle så den peker direkte til solen. Multiplisere strømmen i ampere ved at spenningen for å få elektrisk energi i watt. Mål solcelle høyde og bredde, og finne ut hva brøkdel det er for en kvadratmeter. Siden innkommende sollys leverer ca 1000 watt per kvadratmeter til jordoverflaten, bestemmer dette mest makt en solcelle kan gjøre. Del watt tallet med området som en del av en kvadratmeter, og deretter dele med 1000. Resultatet er solcelle effektivitet.
Plancks Konstant
Du kan utføre avanserte eksperimenter som involverer lys og elektrisitet med en Plancks konstant apparat. Noen former for enheten bruke et sett med fargede lysdioder, en diffraksjonsgitter og et multimeter. Du måle spenning og strøm for hver LED med måleren, og bestemme lysets bølgelengde med gitteret. Fra LED spenning og bølgelengden av lyset, beregner man h, Plancks konstant, en universell tall som vedrører bølgelengden til lyset til sin energi.
Solar Leker
For små barn, kan billig solcelledrevne leker gir både innsikt og underholdning. Du kan vise et barn som bilen eller roboten går når solen skinner på det, men når du blokkerer sola, det kommer til å stoppe opp. Hvis du putter leketøy i et mørkt rom og skinne en sterk lommelykt på den, gjør lyset leken farten. Slå av lyset, og leken stopper. Du kan forklare henne at energien i lyset, enten fra solen eller en annen kilde, gjør leken arbeid.