Daya disipasi

PARTS DAN BAHAN

    * Kalkulator (atau pensil dan kertas untuk melakukan aritmatika)
    * 6 volt baterai
    * Dua 1 / 4 watt resistor: 10 Ω dan 330 Ω.
    * Kecil termometer
Nilai resistor tidak perlu tepat, tapi dalam lima persen dari angka tertentu (+ / - 0,5 Ω untuk resistor 10 Ω; + / - 16,5 Ω untuk resistor 330 Ω). Kode warna untuk toleransi 5% 10 Ω dan resistor 330 Ω adalah sebagai berikut: Brown, Black, Hitam, Emas (10, + / - 5%), dan Orange, Orange, Brown, Gold (330, + / - 5%) .
Jangan menggunakan ukuran baterai lainnya dari 6 volt untuk percobaan ini.
termometer harus sekecil mungkin, untuk memfasilitasi deteksi cepat panas yang dihasilkan oleh resistor. Saya sarankan termometer medis, jenis yang digunakan untuk mengambil suhu tubuh.
CROSS-DAFTAR PUSTAKA
Pelajaran Dalam Sirkuit Listrik, Volume 1, bab 2: "Ohm's Law"
TUJUAN BELAJAR

    * Meter volt menggunakan
    * Ammeter menggunakan
    * Menggunakan Ohm-meter
    * Gunakan Hukum Joule's
    * Pentingnya peringkat daya komponen
    * Signifikansi poin elektrik umum

Skematis DIAGRAM

ILUSTRASI

INSTRUKSI
Mengukur resistansi masing-masing resistor dengan ohmmeter Anda, mencatat nilai yang tepat pada secarik kertas untuk referensi nanti.
Hubungkan resistor 330 Ω dengan baterai 6 volt menggunakan sepasang kabel jumper seperti yang ditunjukkan pada gambar. Hubungkan kabel jumper ke terminal resistor sebelum menghubungkan ujung-ujung lainnya ke baterai. Ini akan memastikan jari Anda tidak menyentuh resistor bila daya baterai diterapkan.
Anda mungkin bertanya-tanya mengapa saya menyarankan ada kontak tubuh dengan resistor powered. Hal ini karena akan menjadi panas pada saat diaktifkan oleh baterai. Anda akan menggunakan termometer untuk mengukur suhu dari resistor setiap saat powered.
Dengan resistor 330 Ω yang terhubung dengan baterai, tegangan dengan voltmeter yang mengukur. Dalam mengukur tegangan, ada lebih dari satu cara untuk mendapatkan pembacaan yang tepat. Tegangan dapat diukur secara langsung di seluruh baterai, atau langsung di resistor. Baterai tegangan resistor adalah tegangan yang sama seperti di sirkuit ini, karena dua komponen berbagi mengatur sama elektrik poin umum: satu sisi resistor secara langsung terhubung ke satu sisi baterai, dan sisi lain dari resistor secara langsung terhubung ke sisi lain dari baterai.

Semua titik kontak sepanjang kawat atas dalam ilustrasi (berwarna merah) adalah elektrik umum untuk satu sama lain. Semua titik kontak sepanjang kawat yang lebih rendah (berwarna hitam) adalah juga elektrik umum untuk satu sama lain. Tegangan diukur antara titik apapun pada kawat atas dan titik apapun pada kawat yang lebih rendah harus sama. Tegangan diukur antara dua titik umum, namun, harus nol.
Menggunakan sebuah ammeter, mengukur arus melalui rangkaian. Sekali lagi, tidak ada satu "benar" cara untuk mengukur arus, pengukur amper selama ini ditempatkan di jalan-aliran elektron melalui resistor dan tidak melintasi sumber tegangan. Untuk melakukan ini, membuat istirahat di dalam rangkaian, dan tempat ammeter dalam waktu yang merusak: menghubungkan dua probe uji ke dua kawat atau terminal berakhir dibiarkan terbuka dari istirahat. Satu pilihan yang ditampilkan dalam ilustrasi berikut:

Sekarang Anda telah diukur dan dicatat resistensi resistor, tegangan rangkaian, dan arus, Anda siap untuk menghitung disipasi daya. Sedangkan tegangan listrik ukuran "push" memotivasi elektron untuk bergerak melalui sebuah sirkuit, dan saat ini adalah mengukur laju aliran elektron, kekuasaan adalah ukuran kerja-satu: seberapa cepat kerja yang dilakukan di sirkuit. Dibutuhkan sejumlah kerja untuk mendorong elektron melalui resistensi, dan kekuasaan adalah deskripsi tentang bagaimana cepat kerja yang terjadi. Dalam persamaan matematika, kekuasaan dilambangkan dengan huruf "P" dan diukur dalam unit Watt (W).
Daya dapat dihitung dengan salah satu dari tiga persamaan - kolektif disebut sebagai Hukum Joule's - diberi dua dari tiga jumlah tegangan, arus, dan resistansi:

Cobalah menghitung daya di sirkuit ini, menggunakan tiga nilai yang terukur dari tegangan, arus, dan resistansi. Setiap cara Anda menghitung itu, sosok disipasi daya harus hampir sama. Dengan asumsi baterai dengan 6,000 volt dan resistor 330 Ω persis, disipasi daya akan 0,1090909 watt, atau 109,0909 mili-watt (mW), menggunakan awalan metrik. Karena resistor memiliki rating daya dari 1 / 4 watt (0,25 watt, atau 250 mW), itu lebih dari mampu mempertahankan tingkat disipasi daya. Karena tingkat daya yang sebenarnya adalah hampir setengah dari nilai daya, resistor harus menjadi terasa hangat tetapi jangan terlalu panas. Menyentuh ujung termometer ke tengah resistor dan melihat betapa hangat karena mendapat.
Peringkat daya dari setiap komponen listrik tidak memberitahu kita bagaimana kekuasaan banyak itu akan menghilang, tapi hanya berapa besar daya mungkin menghilang tanpa mengalami kerusakan. Jika jumlah yang sebenarnya melebihi kekuatan hilang power rating komponen itu, komponen yang akan meningkatkan suhu pada titik kerusakan.
Untuk mengilustrasikan, lepaskan resistor 330 Ω dan menggantinya dengan resistor 10 Ω. Sekali lagi, hindari menyentuh resistor sekali rangkaian selesai, karena akan panas dengan cepat. Cara paling aman untuk melakukan ini adalah untuk memutus satu kawat jumper dari terminal baterai, kemudian melepaskan resistor 330 Ω dari dua klip buaya, kemudian hubungkan resistor 10 Ω antara dua klip, dan akhirnya kembali kabel jumper kembali ke baterai terminal.
Perhatian: menjaga resistor 10 Ω jauh dari bahan mudah terbakar ketika diaktifkan oleh baterai!
Anda mungkin tidak memiliki cukup waktu untuk mengambil pengukuran tegangan dan resistor yang ada sebelum mulai merokok. Pada tanda pertama dari marabahaya, lepaskan salah satu kabel jumper dari terminal baterai mengganggu arus hubung, dan memberikan resistor beberapa saat untuk menenangkan diri. Dengan listrik masih terputus, mengukur resistensi resistor dengan ohmmeter sebuah dan catatan setiap penyimpangan substansial dari nilai aslinya. Jika resistor masih langkah-langkah dalam +% / - 5 dari nilai diiklankan tersebut (antara 9,5 dan 10,5 Ω), hubungkan kembali kabel jumper dan biarkan asap sedikit lebih.
Apa Anda melihat tren dengan nilai resistor sebagai sudah rusak lebih dan lebih lagi dengan sangat kuat? Ini adalah khas resistor gagal dengan daya tahan yang lebih dari normal ketika terlalu panas. Hal ini sering mode melindungi diri dari kegagalan, sebagai hasil perlawanan meningkat dalam waktu kurang saat ini dan (umumnya) disipasi daya yang lebih kecil, pendinginan itu turun lagi. Namun, nilai resistansi resistor normal tidak akan kembali jika cukup rusak.
Hukum Melakukan beberapa Joule's perhitungan untuk daya resistor lagi, kami menemukan bahwa sebuah resistor 10 Ω dihubungkan dengan baterai 6 volt menghilang sekitar 3,6 watt listrik, sekitar 14,4 kali disipasi daya rate-nya. Little wonder merokok begitu cepat setelah sambungan ke baterai!