Navodila za uporabo osnovnega elektrometra PASCO ES-9078A

Navodila za uporabo osnovnega elektrometra PASCO ES-9078A

Uvod

Osnovni elektrometer

ES-9078A

Priporočena oprema:

Osnovni elektrometer je voltmeter, ki se uporablja za neposredne meritve voltnostitage in posredne meritve toka in naboja. Zaradi visoke impedance 10¹⁴ ohmov, je še posebej primeren za merjenje naboja v elektrostatičnih poskusih. Ima skoraj tisočkrat večjo občutljivost kot standardni elektroskop z zlatim listom, ki ima središčno ničlo.
merilni zaslon, ki neposredno prikazuje polarnost naboja, in števkovni prikaz. Osnovni elektrometer meri naboje že od 10-11 kulonov.
Naprava lahko oddaja signal tudi na analogni vmesnik PASCO. Zaradi teh lastnosti so demonstracije in laboratorijske vaje iz elektrostatike bolj kvantitativne in lažje izvedljive.
The Basic Electrometer is powered by four AA-alkaline batteries (included). These batteries can be easily replaced by opening the back casing of the electrometer.

Oprema

Vključeni elementi:

Osnovni elektrometer (ES-9078A)

Signalni vhodni kabel (BNC-krokodilska sponka) Priključi se na BNC vtičnico na vhodu signala.

Patch kabel za banane

Priključi se na ozemljitveni priključek na osnovnem elektrometru.

Vmesniški kabel (Mini DIN-vtič na 8-pinski DIN vtič)

Povezuje med izhodnim signalnim priključkom osnovnega elektrometra in analognim vmesnikom PASCO.

Ozemljitveni kabel

Ima izolirane konektorje z viličastimi priključki in upor enega gigaoma. Uporablja se z osnovnim spremenljivim kondenzatorjem (ES-9079).

Alligator posnetek

4× alkalne baterije AA (ni na sliki)

Priporočeno oprema:

• Faraday Ice Pail (ES-9042A)
• Proizvajalci naboja in dokazna ravnina (ES-9057C)
• Osnovni spremenljivi kondenzator (ES-9079)
• Univerzalni vmesnik 850 (UI-5000) ali univerzalni vmesnik 550 (UI-5001)
• Programska oprema za zbiranje podatkov PASCO Capstone (zahteva se za univerzalni vmesnik 850) ali SPARKvue
  

Prikaz merilnika Prikaz številk Signal Izhodna vrata

Priključite vmesniški kabel tukaj za izhodni signal na analogni vmesnik.

voltagindikatorji dosega

Označite izbrano merilno območje.

voltage gumb za izbiro območja

Pritisnite za spremembo izbrane glasnostitage območje.

Gumb za VKLOP/IZKLOP

Pritisnite za vklop ali izklop naprave.

Pristanišče na tleh

Napravo priključite na ozemljitev prek tega priključka.

Vhodna vrata za signal

Priključite vhodni signalni kabel na BNC vtičnico tukaj.

Dostop do predala za baterije

Odvijte oba krilata vijaka, da odstranite ohišje in dostopate do baterij.

gumb ZERO

Potisnite merilnik na nič in odstranite odvečne polnjenja.

Pridobite programsko opremo

Senzor lahko uporabljate s programsko opremo SPARKvue ali PASCO Capstone. Če niste prepričani, katero uporabiti, obiščite pasco.com/products/guides/ primerjava-programske ...e.
SPARKvue je na voljo kot brezplačna aplikacija za naprave Chromebook, iOS in Android. Ponujamo brezplačno preskusno različico SPARKvue in Capstone za Windows in Mac. Če želite dobiti programsko opremo, pojdite na pasco.com/downloads ali poiščite SPARKvue v trgovini z aplikacijami vaše naprave.
Če ste programsko opremo že namestili, preverite, ali imate najnovejšo posodobitev:
SPARKvue: Glavni meni > Preveri posodobitve
PASCO Capstone: Pomoč > Preveri posodobitve

Delovanje

V naslednjih razdelkih je pojasnjeno, kako varno nastaviti in uporabljati osnovni elektrometer.

Nastavitev

1. Priključite BNC vtič vhodnega signalnega kabla (merilni kabel) v BNC vtičnico na strani osnovnega elektrometra. Za pritrditev kabla poravnajte zatiče na BNC vtičnici z režami na vtiču, potisnite vtič na vtičnico in ga obrnite v smeri urinega kazalca, dokler
2. Za priključitev ozemljitvenega priključka elektrometra na ozemljitev uporabite povezovalni kabel z bananinim vtičem.
3. Pritisnite VKLOP/IZKLOP gumb za vklop elektrometra. Prikazane so številke, prikaz merilnika in eden od prikazovalnikov glasnostitagPrižgali se bodo indikatorji dosega.
4. Pritisnite NIČ gumb za ponastavitev. LED dioda merilnika se bo poravnala z oznako »0« in prikazovalnik bo prikazal 0.0.
5. Pritisnite voltage izbirnik obsega gumb za izbiro želene glasnostitagobseg (3, 10, 30 ali 100).

Nastavitev območja se nanaša na glasnosttagvhod, potreben za doseganje polnega odklona merilnika. Na primerampnastavitev 30 pomeni, da bo merilnik popolnoma odklonjen za volumentage 30 V.

Pomembne točke za splošno delovanje

• Osnovnega elektrometra NIKOLI ne uporabljajte za merjenje napetosti, večje od 100 V.
• Elektrometra nikoli ne priključujte na generator elektrostatike, kot je Van de Graaffov generator ali Wimhurstov stroj.
• Izogibajte se dotikanju vhodnih kablov, dokler se ne ozemljite. Oseba, ki hodi po preprogi na hladen in suh dan, lahko zlahka doseže napetost več tisoč voltov.
• Med meritvami vedno pritisnite gumb ZERO, da izpraznite morebitni odvečni naboj iz elektrometra. Kratek stik merilnih kablov ni zadosten, saj so lahko v vezju še vedno prisotni naboji.

• Za najboljše rezultate elektrometer med poskusi VEDNO priključite na ozemljitev, na primer na vodovodno cev ali ozemljitveno žico iz vtičnice 120 V AC. Samo ozemljitev lahko zagotovi zadosten odvod za prekomerno kopičenje naboja med poskusi.
• Izvajalec eksperimenta mora biti med meritvami tudi ozemljen. Da bi to storil, se z eno roko dotakni ozemljitve tik pred ali med meritvami.

Merilna voltage

Osnovni elektrometer lahko obravnavamo kot voltmeter z neskončno impedanco. Če želite elektrometer uporabiti kot voltmeter, priključite vhodne signalne kable na baterijo, nastavite voltmetertagobseg in preberite volumentage na merilniku ali števčnem zaslonu.

Merjenje naboja z indukcijo

V večini primerov je najboljši način za merjenje naboja z indukcijo. Uporabite merilno ravnilo in vedro Faradayevega ledu, kot sta priložena sistemu za elektrostatiko (ES-9080B) in prikazana spodaj.

Dokazna ravnina je preprosto majhen prevodni disk, nameščen na izolacijskem ročaju.ampDa bi primerjali porazdelitev naboja na nabitem predmetu, se predmeta preprosto dotaknite z dokazno ravnino in nato dokazno ravnino postavite v notranji valj vedra z ledom, brez dotika valja. Na površini ledene posode se inducira naboj enake velikosti in predznaka, kar lahko odčitamo z osnovnim elektrometrom.

Če vedno uporabljamo dokazno ravnino in vedro z ledom, bo kapacitivnost enaka za vse meritve, naboj na dokazni ravnini pa bo vedno sorazmeren z volumnom.tagodčitavanje na elektrometru.

Merjenje naboja preko kontakta

Naboje lahko merimo tudi s stikom. Če se notranjega valja vedra za led dotaknete z nabitim predmetom, kot je na primer nabita ploskev za dokazovanje, bo odčitek elektrometra običajno ostal večinoma nespremenjen. To je zato, ker ploskev za dokazovanje le zanemarljivo vpliva na skupno kapacitivnost. Vendar to ni vedno tako.
Vsaka meritev naboja z elektrometrom je posredna in temelji na vedenju, da je količina naboja na predmetu sorazmerna z
Odčitki bodo vedno merjeni v voltih, ne v kulonih. Vendar pa bo polarnost voltatage neposredno prikazuje vrsto naboja, ki je sampČe je potrebna kvantitativna meritev naboja namesto kvalitativnih podatkov, se naboj lahko izmeri z enačbo Q = CV, kje V
je voltage na kondenzatorju znane kapacitivnosti C.
Osnovni elektrometer si lahko predstavljamo kot voltmeter z neskončno impedanco, vzporedno s kondenzatorjem. CE, kot je prikazano na sliki 2.
CE predstavlja notranjo kapacitivnost elektrometra, plus
kapacitivnost vodnikov in vedra z ledom, če se ti uporabljajo. Ko na vodnike elektrometra (ali v vedro z ledom) postavimo nabit predmet, se pojavi volumentage V se prikaže na merilniku. Če je vrednost CE je znana, lahko vrednost naboja izračunamo z enačbo Q = CEV.

Samo kapacitivnost elektrometra je približno 27 pikofaradov (pF). Če pa je sampČe led objekt doda znatno kapacitivnost, se situacija spremeni v tisto, kar je prikazano na sliki 3, z Cext ki je kapacitivnost predmeta. Za natančen izračun količine
naboj v tem primeru skupna kapacitivnost CE + Cext je treba določiti. To zahteva natančno vrednost za CE, razen če ste prepričani, da ima predmet, ki ga merite, dovolj visoko kapacitivnost, da ga lahko zanemarite CE (Cext >> CE). Upoštevajte, da je to ne primer pri uporabi osnovnega spremenljivega kondenzatorja (ES-9079). V naslednjem razdelku bo razloženo, kako izmeriti eksperimentalno vrednost kapacitivnosti elektrometra, vseh kablov, ki so nanj priključeni, in vedra z ledom.

Merjenje kapacitivnosti elektrometra in konektorjev

Ko znani kondenzator C se napolni z znanim volumnomtage V, naboj v kondenzatorju je podan z Q = CVČe je kondenzator z znanim nabojem priključen na vodnike elektrometra, je priključen vzporedno z notranjo kapacitivnostjo. CE elektrometra, vedra z ledom in kablov. Zato skupna kapacitivnost postane C + CEZnani kondenzator se bo izpraznil preko osnovnega elektrometra in volumentage VE je mogoče odčitati. Ker je skupni naboj sistema še vedno Q, vemo, da:
Za merjenje natančne vrednosti kapacitivnosti, ki jo zagotavljata elektrometer in priključeni instrumenti, uporabite ta postopek:

1. Pridobite kondenzator z nizko stopnjo uhajanja (polipropilen ali zračni dielektrik) znane vrednosti C okoli 30 pF.
2. Napolnite kondenzator z znano količinotage VTa zvezektage NE sme biti višji od 100 V, saj je to meja

SPARKvue

1. Zaženite SPARKvue in nato kliknite Podatki senzorja.
2. Povežite vmesnik z Za navodila glejte priročnik za vmesnik in spletno pomoč za SPARKvue.
3. Priključite vmesniški kabel iz izhodnega signala na osnovnem elektrometru na analogna vrata na vmesniku.
4. Od Izberite mere za predloge stolpec, izberite Lastnosti ikona poleg imena kanala, na katerega je priključen elektrometer.
5. Na seznamu možnosti senzorjev izberite Elektrometer (osnovni) in izberite OK.
6. Prepričajte se, da je polje poleg voltage je v stolpcu z meritvami označeno, nato izberite Graf v stolpcu Prikazi, da odprete Poskus. Grafični prikaz se bo samodejno prilagodil za merjenje volumnatage glede na čas.
7. Kliknite Začetek začeti zbirati

 PASCO Capstone

1. Zaženite Capstone in nato kliknite Nastavitev strojne opreme v Orodja
2. Povežite vmesnik z Za navodila glejte priročnik za vmesnik in spletno pomoč Capstone.
3. Priključite vmesniški kabel iz izhodnega signala na osnovnem elektrometru na analogna vrata na vmesniku.
4. V Nastavitev strojne opreme orodje, poiščite sliko priključenega vmesnika. Kliknite znotraj rumenega kroga nad vrati, na katera je priključen kabel, in izberite Elektrometer s seznama.
5. Dvakrat kliknite Graf v Zasloni paleta za ustvarjanje novega grafa
6. Kliknite poleg osi y in izberite voltage Os x bo samodejno nastavljena za merjenje časa.
7. Kliknite Zapis za začetek snemanja

Pomoč pri programski opremi

Pomoč SPARKvue in PASCO Capstone nudi informacije o uporabi tega izdelka s programsko opremo. Do pomoči lahko dostopate znotraj programske opreme ali na spletu.

 SPARKvue

Programska oprema: Glavni meni > Pomoč

Na spletu: help.pasco.com/sparkvue

 PASCO Capstone

Programska oprema: Pomoč > Pomoč PASCO Capstone
Na spletu: help.pasco.com/capstone

Specifikacije in dodatki

Obiščite stran izdelka na pasco.com/product/ES-9078A do view specifikacije in raziščite dodatno opremo. Preizkus lahko tudi prenesete files in podporne dokumente na strani izdelka.

Eksperimentirajte files

Prenesite eno od več dejavnosti, pripravljenih za študente, iz PASCO Experiment Library. Poskusi vključujejo izročke za učence, ki jih je mogoče urejati, in zapiske učiteljev. Obiščite pasco.com/freelabs/ES-9078A.

Tehnična podpora

Potrebujete več pomoči? Naše strokovno in prijazno osebje za tehnično podporo je pripravljeno odgovoriti na vaša vprašanja ali vas voditi skozi kakršno koli težavo.

Klepetajte         pasco.com
Phone       1-800-772-8700 x1004 (USA)
+1 916 462 8384 (zunaj ZDA)
E-pošta        support@pasco.com

Omejena garancija

Za opis garancije izdelka glejte stran Garancija in vračila na www.pasco.com/legal.

Avtorske pravice

Ta dokument je avtorsko zaščiten z vsemi pravicami pridržanimi. Neprofitnim izobraževalnim ustanovam je dovoljeno reproduciranje katerega koli dela tega priročnika, pod pogojem, da se reprodukcije uporabljajo samo v njihovih laboratorijih in učilnicah ter se ne prodajajo za
dobička. Reprodukcija pod kakršnimi koli drugimi pogoji brez pisnega soglasja podjetja PASCO scientific je prepovedana.

Blagovne znamke

PASCO in PASCO science sta blagovni znamki ali registrirani blagovni znamki PASCO science v ZDA in drugih državah. Vse druge blagovne znamke, izdelki ali imena storitev so ali so lahko blagovne znamke ali storitvene znamke in se uporabljajo za identifikacijo izdelkov ali storitev njihovih lastnikov. Za več informacij obiščite www.pasco.com/legal.

Odstranjevanje izdelka ob koncu življenjske dobe

Ta elektronski izdelek je predmet predpisov o odlaganju in recikliranju, ki se razlikujejo glede na državo in regijo. Vaša odgovornost je, da svojo elektronsko opremo reciklirate v skladu z lokalnimi okoljskimi zakoni in predpisi, da zagotovite, da bo reciklirana na način, ki varuje zdravje ljudi in okolje. Če želite izvedeti, kam lahko oddate svojo odpadno opremo za recikliranje, se obrnite na lokalno službo za recikliranje ali odlaganje odpadkov ali na kraj, kjer ste kupili izdelek.
Simbol Evropske unije WEEE (odpadna elektronska in električna oprema) na izdelku ali njegovi embalaži pomeni, da tega izdelka ne smete odvreči v standardni zabojnik za odpadke.

izjava CE

Ta naprava je bila preizkušena in ugotovljeno je, da je v skladu z bistvenimi zahtevami in drugimi ustreznimi določbami veljavnih direktiv EU.

Izjava FCC

Ta naprava je skladna s 15. delom pravil FCC. Delovanje je odvisno od naslednjih dveh pogojev:
(1) Ta naprava ne sme povzročati škodljivih motenj in (2) ta naprava mora sprejeti vse prejete motnje, vključno z motnjami, ki lahko povzročijo neželeno delovanje.

Odstranjevanje baterije

Baterije vsebujejo kemikalije, ki lahko v primeru izpusta vplivajo na okolje in zdravje ljudi. Baterije je treba zbirati ločeno za recikliranje in reciklirati na lokalnem mestu za odstranjevanje nevarnih snovi v skladu s predpisi vaše države in lokalnimi vladnimi predpisi. Če želite izvedeti, kam lahko oddate odpadne baterije za recikliranje, se obrnite na lokalno službo za odstranjevanje odpadkov ali zastopnika izdelka. Baterija, ki se uporablja v tem izdelku, je označena s simbolom Evropske unije za odpadne baterije, ki označuje potrebo po ločenem zbiranju in recikliranju baterij.

 

Preberite več o tem priročniku in prenesite PDF: