Metodický list - Coach

Transkript

1 Metodický list - Coach Optika POROVNÁNÍ SVITU ZÁŘIVKY A ŽÁROVKY Fyzikální princip Zářivka je nízkotlaká výbojka, která se používá jako zdroj světla. Tvoří ji zářivkové těleso, jehož základem je nejčastěji dlouhá skleněná trubice se žhavícími elektrodami, naplněná rtuťovými parami a argonem. V nich nastává doutnavý výboj, který ale září převážně v neviditelné ultrafialové oblasti. Toto záření dopadá na stěny trubice, které jsou obvykle pokryty luminoforem. Tato látka absorbuje ultrafialové záření a sama září ve viditelné oblasti. Zářivka tak svítí. Na obrázku jsou dvě kompaktní zářivky, horní určena pro provoz s elektronickým předřadníkem, druhá shora má v patici zapalovač. Dole dvě lineární zářivky různých průměrů. Zápalka je pro porovnání velikosti. U zářivek napájených střídavým proudem není intenzita světla konstantní, ale zářivka bliká a vytváří stroboskopický efekt. Při napájení ze sítě s frekvencí dvojnásobku síťového kmitočtu, v Evropě tedy 100 za sekundu. Pro osvětlování tam, kde tento efekt vadí (např. v průmyslu), se vyrábějí svítidla s potlačením stroboskopického efektu, nebo se jednotlivá osvětlovací tělesa připojují na různé fáze elektrického rozvodu. U zářivkových těles s elektronickým předřadníkem bývá kmitočet dostatečně vysoký (desítky khz) a stroboskopický efekt obvykle nepůsobí rušivě. Žárovka je jednoduché zařízení k přeměně elektrické energie na světlo. Funguje na principu zahřívání tenkého vodiče elektrickým proudem, který jím protéká. Při vysoké teplotě vlákno žárovky září především v infračervené oblasti, zčásti i ve viditelném světle. Zdroj: Cíl Pozorovat světelný tok zářivky a žárovky připojených k rozvodné síti s frekvencí 50 Hz Pomůcky - ULAB a počítač s programem Coach 5 - Světelný senzor Osvětlovací tělesa se zářivkami a žárovkami. Porovnání svitu zářivky a žárovky 1

2 Schema Postup Spustíte program Coach 5 Measurement ULAB - 4. Exploring Physics- OK- Volba úlohy- Physics Lab 1. Na vstup 1 připojíme světelný senzor. 2. Nastavíme parametry měření doba měření 1 s, frekvence měření 10 za ms. Porovnání svitu zářivky a žárovky 2

3 3.Přiblížíme světelný senzor k zářivce a spustíme měření. Data potom nahrajeme do počítače. 4. Přiblížíme světelný senzor k žárovce a spustíme měření. Data potom nahrajeme do počítače. 5. Porovnáme výsledné grafy obou měření a vysvětlíme důvody rozdílu v jejich průběhu. Z grafu je zřejmé, že zářivka bliká s frekvencí 100 Hz a dochází na ni k velkému snížení svítivosti. Běžné zářivkové osvětlení ve třídě ze vzdálenosti asi 1 m. U žárovky není pokles svítivosti tak patrný, protože vlákno nestačí vychladnout. Vzdálenost senzoru asi 0,5 m, výkon žárovky 40W Porovnání svitu zářivky a žárovky 3

4 Doplňující otázky Dle možností můžeme proměřit také další zdroje světla: - úsporné zářivky - výbojky veřejného osvětlení - žárovku připojenou ke zdroji stejnosměrného napětí - žárovku připojenou k modelu alternátoru - blikání monitoru počítače nebo obrazovky televize - přední blikačka na jízdní kolo Úsporná zářivka, výkon 20W, vzdálenost senzoru 20 cm Monitor počítače AOC,vzdálenost senzoru 2 cm Porovnání svitu zářivky a žárovky 4

5 Sodíková výbojka veřejného osvětlení, vzdálenost od senzoru asi 4 m Bílá výbojka veřejného osvětlení nad přechodem pro chodce, vzdálenost 3 m Porovnání svitu zářivky a žárovky 5

6 Přední blikačka na jízdní kolo, režim přerušovaného světla, vzdálenost 10 cm, doba měření 0,5 s, frekvence 20 měření za 1 ms Přední blikačka na jízdní kolo, kontinuální svícení, vzdálenost 10 cm, doba měření 0,5 s, frekvence 20 měření za 1 ms Porovnání svitu zářivky a žárovky 6