怎样把太阳能电池板作为阴影跟踪器

第1步：理论：

“速度”被称为物体在特定时间间隔内行进的距离。速度是标量，即速度矢量的大小，也需要位置变化发生的方向。我们将在此INSTRUCTABLE中讨论测量速度，但我们将真正测量平均速度。

步骤2：使用太阳能电池板测量速度？

太阳能电池板是在光电效应原理下运行的设备其主要功能是在使用它们的电路中循环电流。例如，太阳能电池板用于操作某些类型的手表，为各种电池充电，也用于公共网络和家庭的AC发电系统。应用很多，它在市场上的价格越来越有吸引力，并为可持续发展做出了巨大的贡献。

由于这种技术的发展经历了我们在许多设备中发现它，例如，我告诉你，这是从我保存的廉价手电筒中提取的，现在又有了新的用途。

原则是基本的。当光投射到面板上时，会导致其端子处的电势（电压）不同。当连接电压表时，这很容易验证。当连接消费者设备时，这种电位差导致电流的循环，例如电阻。根据电路的“阻抗”和面板的特性，它将循环或多或少的电流。关于该电流，一旦消费者已经连接，将在太阳能电池板的端子处经历电压降，但是如果阻抗保持恒定，则只要照明的特性也是如此，电压也保持恒定。电压表通常具有高阻抗，因此它们对用它们测量的电压的影响非常小。但是如果照明发生变化会发生什么呢？电压也是如此，这也是我们将要使用的变量。

总结：

•照明太阳能电池板时会显示电压可以用电压表测量的端子。

•如果电路的阻抗和照明特性保持不变，电压不会改变（必须在光电面板的敏感光谱中）发生的影响。

•照明的任何变化都会导致电压的变化，这个变量将在以后用于获得实验中物体的速度。

根据之前的规则，可以制定以下想法：

在太阳能电池板上移动的物体的投影阴影将导致其端电压降低。减少所需的时间可用于计算该对象移动的平均速度。

第3步：初始实验

In在上一个视频中，实验显示了先前构思所基于的原理。

图像显示了电压变化持续的时间，由示波器绘制。通过正确配置触发功能，您可以获得图表，我们可以测量变化期间的经过时间。在演示中，变化大约是29.60ms。

实际上，实验中的黑板草稿不是点对象，它有尺寸。橡皮擦的左端开始将其阴影投射到太阳能电池板上，因此开始将电压降低到最小值。当橡皮擦移开并再次开始发现面板时，可以看到电压的增加。测量的总时间对应于阴影投影到整个面板所花费的时间。如果我们测量物体的长度（如果我们特别小心，它应该等于其阴影的投影），我们将其添加到面板活动区域的长度并将其除以电压变化持续的时间，然后我们将获得该对象的速度平均值。当测量其速度的物体的长度在数量上高于面板的有效区域时，可以将面板视为点对象，而不会在测量中引入显着误差（这意味着不将其长度添加到对象长度） 。

让我们做一些计算（见图）

步骤4：应用此方法必须考虑一些预防措施

•太阳能电池板必须由实验设计中提供的光源照明，尽可能避免影响它的其他光源。

•光线必须垂直于太阳能电池板表面。

•物体必须投射定义明确的阴影。

•面板表面和包含运动方向的平面必须平行。

步骤5：典型练习

确定从1米高处落球的速度，考虑速度cero。

如果球落入fr下降非常简单：见图片

在实际情况下，由于与空气的摩擦作用，之前的值可能会降低。让我们通过实验确定它。

第6步：设计，构建和执行实验：

•将塑料管粘在太阳能电池板的有效区域上。

•将新的引线焊接到太阳能电池板端子，以避免误接触。

•创建一个支持太阳能电池板管组件，使其可以水平放置。

•将手电筒或其他光源放在另一个支架上，使发出的光投射垂直照射到太阳能电池板上。

•用万用表检查太阳能电池板上的灯是否点亮，记录大于零的恒定电压值。

•将太阳能电池板管组件放在灯笼前面，留出比想要测量速度的物体更大的间隙。尽量保持太阳能电池板上的光源（手电筒）。如果灯笼的灯由单个LED灯产生，则效果更好。

•从太阳能电池板的中心测量并向上测量一米的距离，并将其标记在杆，墙或类似物中。

•将示波器的探头连接到太阳能电池板的端子，并注意极性。

•在示波器上正确设置TRIGGER选项，以便所有电压变化都可以在面板上的阴影通过期间记录。在我的情况下，时间划分为5毫秒，刻度中的电压分度为500mv。零电压线必须向下调整，以便所有变化都适合。触发阈值位于初始恒定电压的正下方。

•测量物体的长度和面板活动区域的长度，添加它们并将其记下以计算速度。

•从1米的高度落下身体，使其阴影中断灯笼投射的光束。

•用示波器光标测量电压变化的时间比较。

•将先前在示波器中测量的时间之间的长度之和除。

•将该值与理论计算进行比较并得出结论（考虑到可能）在测量中引入误差的因素）。

获得的结果：见图

第7步：实验的一些注意事项：

•根据理论得出的结果似乎是正确的。

•为此实验选择的对象并不理想，我打算与其他可以投射更好定义的阴影的对象重复，并且这些阴影是对称的以避免在秋季期间可能的旋转。

•最好将面板管和灯笼放在不同的桌子上，留下一个自由空间。

•实验应重复几次，试图控制测量误差的可能原因，应采用统计方法获得更可靠的结果。

本项目材料和仪器的建议：

虽然我相信任何数字示波器，光源和太阳能电池板可以工作，这是我使用的。

ATTEN OSCILLOSCOPE

SOLAR PANEL

TORCH