怎樣把太陽(yáng)能電池板作為陰影跟蹤器

第1步：理論：

“速度”被稱為物體在特定時(shí)間間隔內(nèi)行進(jìn)的距離。速度是標(biāo)量，即速度矢量的大小，也需要位置變化發(fā)生的方向。我們將在此INSTRUCTABLE中討論測(cè)量速度，但我們將真正測(cè)量平均速度。

步驟2：使用太陽(yáng)能電池板測(cè)量速度？

太陽(yáng)能電池板是在光電效應(yīng)原理下運(yùn)行的設(shè)備其主要功能是在使用它們的電路中循環(huán)電流。例如，太陽(yáng)能電池板用于操作某些類(lèi)型的手表，為各種電池充電，也用于公共網(wǎng)絡(luò)和家庭的AC發(fā)電系統(tǒng)。應(yīng)用很多，它在市場(chǎng)上的價(jià)格越來(lái)越有吸引力，并為可持續(xù)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。

由于這種技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了我們?cè)谠S多設(shè)備中發(fā)現(xiàn)它，例如，我告訴你，這是從我保存的廉價(jià)手電筒中提取的，現(xiàn)在又有了新的用途。

原則是基本的。當(dāng)光投射到面板上時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其端子處的電勢(shì)（電壓）不同。當(dāng)連接電壓表時(shí)，這很容易驗(yàn)證。當(dāng)連接消費(fèi)者設(shè)備時(shí)，這種電位差導(dǎo)致電流的循環(huán)，例如電阻。根據(jù)電路的“阻抗”和面板的特性，它將循環(huán)或多或少的電流。關(guān)于該電流，一旦消費(fèi)者已經(jīng)連接，將在太陽(yáng)能電池板的端子處經(jīng)歷電壓降，但是如果阻抗保持恒定，則只要照明的特性也是如此，電壓也保持恒定。電壓表通常具有高阻抗，因此它們對(duì)用它們測(cè)量的電壓的影響非常小。但是如果照明發(fā)生變化會(huì)發(fā)生什么呢？電壓也是如此，這也是我們將要使用的變量。

總結(jié)：

?照明太陽(yáng)能電池板時(shí)會(huì)顯示電壓可以用電壓表測(cè)量的端子。

?如果電路的阻抗和照明特性保持不變，電壓不會(huì)改變（必須在光電面板的敏感光譜中）發(fā)生的影響。

?照明的任何變化都會(huì)導(dǎo)致電壓的變化，這個(gè)變量將在以后用于獲得實(shí)驗(yàn)中物體的速度。

根據(jù)之前的規(guī)則，可以制定以下想法：

在太陽(yáng)能電池板上移動(dòng)的物體的投影陰影將導(dǎo)致其端電壓降低。減少所需的時(shí)間可用于計(jì)算該對(duì)象移動(dòng)的平均速度。

第3步：初始實(shí)驗(yàn)

In在上一個(gè)視頻中，實(shí)驗(yàn)顯示了先前構(gòu)思所基于的原理。

圖像顯示了電壓變化持續(xù)的時(shí)間，由示波器繪制。通過(guò)正確配置觸發(fā)功能，您可以獲得圖表，我們可以測(cè)量變化期間的經(jīng)過(guò)時(shí)間。在演示中，變化大約是29.60ms。

實(shí)際上，實(shí)驗(yàn)中的黑板草稿不是點(diǎn)對(duì)象，它有尺寸。橡皮擦的左端開(kāi)始將其陰影投射到太陽(yáng)能電池板上，因此開(kāi)始將電壓降低到最小值。當(dāng)橡皮擦移開(kāi)并再次開(kāi)始發(fā)現(xiàn)面板時(shí)，可以看到電壓的增加。測(cè)量的總時(shí)間對(duì)應(yīng)于陰影投影到整個(gè)面板所花費(fèi)的時(shí)間。如果我們測(cè)量物體的長(zhǎng)度（如果我們特別小心，它應(yīng)該等于其陰影的投影），我們將其添加到面板活動(dòng)區(qū)域的長(zhǎng)度并將其除以電壓變化持續(xù)的時(shí)間，然后我們將獲得該對(duì)象的速度平均值。當(dāng)測(cè)量其速度的物體的長(zhǎng)度在數(shù)量上高于面板的有效區(qū)域時(shí)，可以將面板視為點(diǎn)對(duì)象，而不會(huì)在測(cè)量中引入顯著誤差（這意味著不將其長(zhǎng)度添加到對(duì)象長(zhǎng)度） 。

讓我們做一些計(jì)算（見(jiàn)圖）

步驟4：應(yīng)用此方法必須考慮一些預(yù)防措施

?太陽(yáng)能電池板必須由實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中提供的光源照明，盡可能避免影響它的其他光源。

?光線必須垂直于太陽(yáng)能電池板表面。

?物體必須投射定義明確的陰影。

?面板表面和包含運(yùn)動(dòng)方向的平面必須平行。

步驟5：典型練習(xí)

確定從1米高處落球的速度，考慮速度cero。

如果球落入fr下降非常簡(jiǎn)單：見(jiàn)圖片

在實(shí)際情況下，由于與空氣的摩擦作用，之前的值可能會(huì)降低。讓我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定它。

第6步：設(shè)計(jì)，構(gòu)建和執(zhí)行實(shí)驗(yàn)：

?將塑料管粘在太陽(yáng)能電池板的有效區(qū)域上。

?將新的引線焊接到太陽(yáng)能電池板端子，以避免誤接觸。

?創(chuàng)建一個(gè)支持太陽(yáng)能電池板管組件，使其可以水平放置。

?將手電筒或其他光源放在另一個(gè)支架上，使發(fā)出的光投射垂直照射到太陽(yáng)能電池板上。

?用萬(wàn)用表檢查太陽(yáng)能電池板上的燈是否點(diǎn)亮，記錄大于零的恒定電壓值。

?將太陽(yáng)能電池板管組件放在燈籠前面，留出比想要測(cè)量速度的物體更大的間隙。盡量保持太陽(yáng)能電池板上的光源（手電筒）。如果燈籠的燈由單個(gè)LED燈產(chǎn)生，則效果更好。

?從太陽(yáng)能電池板的中心測(cè)量并向上測(cè)量一米的距離，并將其標(biāo)記在桿，墻或類(lèi)似物中。

?將示波器的探頭連接到太陽(yáng)能電池板的端子，并注意極性。

?在示波器上正確設(shè)置TRIGGER選項(xiàng)，以便所有電壓變化都可以在面板上的陰影通過(guò)期間記錄。在我的情況下，時(shí)間劃分為5毫秒，刻度中的電壓分度為500mv。零電壓線必須向下調(diào)整，以便所有變化都適合。觸發(fā)閾值位于初始恒定電壓的正下方。

?測(cè)量物體的長(zhǎng)度和面板活動(dòng)區(qū)域的長(zhǎng)度，添加它們并將其記下以計(jì)算速度。

?從1米的高度落下身體，使其陰影中斷燈籠投射的光束。

?用示波器光標(biāo)測(cè)量電壓變化的時(shí)間比較。

?將先前在示波器中測(cè)量的時(shí)間之間的長(zhǎng)度之和除。

?將該值與理論計(jì)算進(jìn)行比較并得出結(jié)論（考慮到可能）在測(cè)量中引入誤差的因素）。

獲得的結(jié)果：見(jiàn)圖

第7步：實(shí)驗(yàn)的一些注意事項(xiàng)：

?根據(jù)理論得出的結(jié)果似乎是正確的。

?為此實(shí)驗(yàn)選擇的對(duì)象并不理想，我打算與其他可以投射更好定義的陰影的對(duì)象重復(fù)，并且這些陰影是對(duì)稱的以避免在秋季期間可能的旋轉(zhuǎn)。

?最好將面板管和燈籠放在不同的桌子上，留下一個(gè)自由空間。

?實(shí)驗(yàn)應(yīng)重復(fù)幾次，試圖控制測(cè)量誤差的可能原因，應(yīng)采用統(tǒng)計(jì)方法獲得更可靠的結(jié)果。

本項(xiàng)目材料和儀器的建議：

雖然我相信任何數(shù)字示波器，光源和太陽(yáng)能電池板可以工作，這是我使用的。

ATTEN OSCILLOSCOPE

SOLAR PANEL

TORCH