ACTIVIDAD P32: VARIACIÓN DE LA INTENSIDAD DE LA LUZ (SENSOR DE LUZ)

Concepto Dato de estudio Laboratorio de ciencia (mac)

Laboratorio de ciencias (win)

Iluminación P32 Variación de luz. DS P54 Bombilla de intensidad de luz

P54_Bombilla. SWS

Equipos necesarios Qty Equipos necesarios QtySensor de luz (CI-6504A) 1 Fuente de luz fluorescente (AC) 1

Luz parpadeante (u otro DC recurso de luz)

1 Fuente de luz incandescente (AC) 1

¿Qué usted piensa?El propósito de esta actividad es comparar la variación en intensidad de luz de las fuentes de la luz. ¿Cómo la luz de una fuente de luz DC se compara a la luz de una fuente de luz AC? ¿Cómo la luz de un tubo fluorescente se compara a la luz de una bombilla incandescente?

Toma tiempo para responder el “¿que piensas?” preguntas en la sección de reporte de laboratorio

PRE-LABORATORIO

Las bombillas eléctricas son poderosas para un voltaje de 60 Hz (o 50 Hz en algunos países) onda senoidal. La máxima amplitud de voltaje, y así un brillo máximo ocurre dos veces por ciclo porque una bombilla eléctrica es exitada cuando el voltaje incrementa, además de la polaridad del voltaje. Una bombilla eléctrica tendrá intensidad máxima 120 veces por segundo (o 100 veces/segundo). También tendrá una máxima intensidad de 120 veces por segundo (o 100 veces/segundo).

Las luces parpadeantes fluorescentes al encender y apagar en una frecuencia particular la intensidad de luz recargada por AC fluye, por ejemplo. La intensidad de luz de una bombilla incandescente

recargada por DC no debe de variar.

RECOMENDACIONES DE SEGURIDAD PIENSA SEGURO Sigue las instrucciones para el uso del equipo ACTIVA SEGURO

SÉ SEGURO

PARA TI, PARA HACER

En esta actividad, se usa el sensor de luz para medir la intensidad de luz recargada por AC o DC. Hay 3 partes para la actividad: Parte A = bombilla fluorescente, AC; Parte B = bombilla incandescente, AC y Parte C = bombilla incandescente, DC.

El uso de los datos de estudios o laboratorio de ciencias son para monitorear y mostrar las variaciones en la intensidad de la luz. Compara la intensidad de la luz fluorescente y la luz incandescente recargada por DC.

PARTE I: CONFIGURACIÓN DE LA COMPUTADORA

1. Conecte el science workshop la interfase al computador, encienda la interfase, y el computador.

2. Conecte el cable del sensor de luz dentro del canal análogo A en la interfase, y el sensor de luz al cable.

3. Abra el documento titulado como conocido.

Dato de estudio Taller de ciencias (Mac) Taller de ciencias (Win)P32 Variación de luz. DS P54 Bombilla de intensidad

de luzP54_Bombilla. SWS

El documento de datos estudio tiene una muestra del libro de trabajo. Lea las instrucciones en el libro de trabajo.

El documento de taller de ciencias abre con una vista del osciloscopio de voltaje de la luz. El sensor en el canal A y una frecuencia de espectrometría (FFT) muestra para el mismo sensor. También tiene una muestra de dígitos para el voltaje de la luz del sensor.

El dato de medida es puesta en 5000Hz (coloque el sweep speed controla en el osciloscopio la muestra). La frecuencia de espectrometría (FFT) es puesto para 256 puntos de datos.

PARTE II: SENSOR DE CALIBRACIÓN Y CONFIGURACIÓN DEL EQUIPO

No necesitas para calibrar el sensor de luz, sin embargo, puedes necesitar ajustar la sensibilidad del sensor, dependiendo del brillo de la fuente de luz y como cierra el sensor es para la fuente.

Ajustando la sensibilidad del sensor de luz

El sensor de luz tiene una ganancia en el cambio del tope de la caja del sensor. La ganancia cambia las selecciones del aumento de la amplificación para la señal que es enviado a la interfase. Las configuraciones son 1, 10 y 100. La

configuración de 10 amplificadores la señal es 10 veces y la configuración de 100 amplificadores, la señal es 100 veces.

Trate lo siguiente para llegar a familiarizarse más con el sensor de luz. Ubique l sensor de luz en una tablapara que el puerto en el sensor admita una luz

sobrepuesta. Seleccione la ganancia del cambio a 1. Iniciar el monitoreo de datos. Cambie los dígitos de muestra de conexión de los

voltajes para poder verlos claramente. Cambie la ganancia de 10 y observe el valor de conexión del voltaje en los

dígitos a mostrar. Luego cambie a 100 y observe el valor de la conexión de voltaje.

NOTA: El máximo voltaje del sensor es 4,9 V para alguna conexión de ganancia. Cubra la luz del sensor del puerto y observe el valor de conexión de voltios. Configure nuevamente la ganancia a 10, escoja el sensor, observe el valor de

conexión de voltios cuando mueves el sensor de luz más cerca de la fuente de luz sobrepuesta. Observa que pasa cuando mueves el sensor de luz más lejos de la fuente de la luz.

Cliquee STOP para detener los datos de monitoreo.

Configure su equipo

1. Ubique el sensor de luz a pocos pies de la bombilla fluorescente que es recargada por AC.

2. Encienda la bombilla fluorescente.

PARTE III A: DATOS GRABADOS – BOMBILLA FLUORESCENTE, AC

1. Iniciar el monitoreo de datos. (HInt: En el data estudio, cliquee el botón STAR (). En el laboratorio de ciencias, cliquee el botón “MON”). Arregle el

muestreo del osciloscopio, los dígitos de muestra, y la frecuencia de espectrometría (FFT), entonces pueden verlo claramente.

NOTA: Se notará un parecido en el valor de los dígitos de la muestra, y un espectrómetro en la frecuencia espectrométrica, pero nada en la muestra del osciloscopio. Esto es porque en el control de activación del osciloscopio se debe graduar el nivel de activación muy bajo para el voltaje del sensor de luz.

2. Ajuste el osciloscopio de muestra hasta ver el trazo de voltaje del sensor de luz.

Primero, ajuste el nivel de activación.

En el data estudio, mueva el triangulo pequeño (puntero de nivel de activación) en el lado izquierdo de la muestra arriba ó abajo para el nivel de voltaje deseado. En el laboratorio de ciencias, cliquee en el espacio conjuntamente en el nivel izquierdo de la

muestra del osciloscopio que está sobre el puntero del nivel de activación. Cuando cliquee sobre ó permita el puntero de nivel de activación “salta” a la marca de lo escogido. El valor en los dígitos muestra indicará el aproximado del nivel de activación necesaria.

Segundo, Ajuste la posición vertical del trazo del voltaje.

En data estudio, cliquee arriba o abajo la flecha al proximo “off set”. En el laboratorio de ciencias, cliquee el UP/DOWN, flecha en el lado derecho de la muestra del osciloscopio.

Finalmente, ajuste la sensibilidad (voltajes por división) si lo necesita.

En data estudio, cliquee las flechas para incrementar ó disminuir la sensibilidad. En el laboratorio de ciencias, cliquee la escala vertical, botones en el lado derecho de la muestra del osciloscopio.

3. Use la frecuencia espectrométrica y mida la frecuencia del signo del sensor de la luz. Copie el valor de la frecuencia en la sección del reporte de laboratorio.

Active el FFT (frecuencia espectrométrica). En el data estudio, cliquee el botón “smart tool”. Mueva el cursor a través de la línea al tope del primer pico en el área mostrada en el data estudio, la frecuencia es el primero en el par ordenado. En el laboratorio de ciencias, la frecuencia es mostrada por el eje horizontal permitido.

4. Cliquee el botón STOP para detener el monitoreo de datos.

5. Guarde el trazo que es mostrado en el osciloscopio cliquee, cliquee el osciloscopio para activarlo.

En el Data estudio, cliquee el botón “transferir” () el dato en el osciloscopio es automáticamente añadida al espacio.

En el laboratorio de ciencias, cliquee el “Data

snapshop” ( ) en el lado derecho de la muestra del osciloscopio. La información de data cache. Window lo abrirá. Entre apropiadamente a la información contenida por el Nombre Largo, Nombre Corto y Unidades. Cliquee OK y retorne al osciloscopio.

El Nombre Corto para el data cache aparecerá en la lista de datos del experimento en el “Setup Window”. (NOTA: puedes mostrar y analizar el data cache en alguna muestra, que pueda mostrar datos grabados tal cual el grafico, tabla, ó FFT)

PARTE III B: Luz incandescente – AC

Repita la actividad usando una una luz incandescente conectada un suministro de poder AC.

PARTE III C: Luz incandescente – DC

Repita la actividad usando una batería para luces intermitentes.

ANALISIS DE DATOS

1. Configure un gráfico que muestre datos para la luz incandescente AC, la luz incandescente AC, y la luz incandescente, DC.

Hint: En los datos de estudios hacemos lo siguiente: Cliquee “Agregue display…” del menú

experimento. Seleccione “grafica” de “por favor escoja…”

Windows. Clic “OK”. Cliquee y arrastre “Dato” de la lista de datos para

una nueva grafica de muestreo.

El gráfico automáticamente reescala para adaptarse al dato. Repite el proceso para los otros datos.

Hint: En el laboratorio de ciencia, Haga lo siguiente:

Cliquee el “Menú mostrar”. Seleccione nueva gráfica de la muestra.

En la nueva muestra de grafica, cliquee en la conexión axial vertical.

Botón Menú ( ). Seleccione “Dato cache”, fluorescente AC del menú de conexión.

La grafica mostrará la vista del dato en el osciloscopio por la bombilla fluorescente recargada por AC.

Cliquee el botón menú “añadir muestra” ( ) en la parte inferior más baja en la esquina del gráfico. Seleccione Dato cache, Incandescente del menú añadir muestra.

Una nueva muestra será añadida al gráfico. Mostrará el dato en el osciloscopio para una bombilla incandescente recargada por AC

Haga clic a la muestra añadida, seleccione en el “menú Data Cache”, luego seleccione “Incandescente, DC”.

Una tercera muestra será añadida al gráfico.

Reporte de laboratorio – Actividad P32: Variación de la intensidad de luz

¿Qué piensas?

El propósito de esta actividad es comparar la variación en intensidad de luz conectada a una fuente. ¿Como la luz de DC de una fuente de luz se compara a la luz de una fuente de luz AC? ¿Cómo la luz de un tubo fluorescente se compara a la luz de una bombilla incandescente?

Responda si variará. Discuta con sus compañeros que saben de cómo trabaja un tubo fluorescente ó cómo trabaja una bombilla incandescente.

Tabla de DatosFuente de luz Frecuencia

Fluorescente, AC 123 HzIncandescente, AC 117 HzIncandescente, DC 0 Hz

Preguntas

1. ¿Cómo la frecuencia de variación de intensidad de una bombilla fluorescente AC y la incandescencia de una bombilla AC se compara al valor aceptado para la frecuencia AC?

Responde si variará. Junto con el tubo fluorescente y la bombilla incandescente corriendo en AC muestra una variación en intensidad de aproximadamente 120 Hz.

2. ¿Cómo la fluctuación de una bombilla incandescente corre a 60 Hz (ó a 50 Hz) AC difiere de la bombilla Fluorescente?

Responde si variará. El tubo fluorescente tiene una variación más grande en la intensidad de luz que la bombilla incandescente y tiene un “spiky” en la apariencia. La bombilla incandescente no muestra esta variación muy claramente, probablemente porque el filamento no es tan rápidamente ligero en la superficie. La fluorescencia del tubo “se apaga” tan pronto el voltaje suelta los niveles ejecutados.

3. ¿Cómo la fluctuación de una bombilla de luz corre a 60 Hz (ó a 50 Hz) AC difiere de la bombilla de incandescencia recargada por DC?

El DC de la fuente de la luz incandescente no mostró ninguna variación del todo.

Tiempo Estimado Preparación: 30 min Actividad: 30 min

Objetivos

Los estudiantes podrán… Usar el sensor de luz para medir la intensidad de luz de diferentes fuentes de luz. Usar el osciloscopio para “capturar” los datos del sensor de luz. Usar el FFT (frecuencia de Espectrometría). Comparar los datos para todas las diferentes fuentes de luz.

Notas

Los resultados varían, dependen del tipo de bombilla usado.

Debes revisar la operación del osciloscopio que controlan tu y tus compañeros antes de comenzar la actividad. Esta actividad es una buena oportunidad para que te familiarices con el osciloscopio y la frecuencia de espectrometría (FFT).

Datos de muestra

Este ejemplo muestra la gráfica para 2 o 3 fuentes de luz.

Datos de muestra de laboratorio de ciencias

Este ejemplo puede mostrar el grafico de los datos del “snapshop” por las 3 fuentes de luz. Note que el máximo y mínimo valor para los ejes verticales del botón de muestra (Incandescente DC) fueron ajustados manualmente. Las otras muestras fueron reescaladas automáticamente.