電球の明るさを測定する方法

私はサイエンスフェアプロジェクトに取り組んでいます。私の質問は、電気が細いワイヤまたは太いワイヤのどちらを通る方がよいかということです。データを収集してチャートを作成する必要があります。測定したいのは明るさです。唯一の問題は、電球の明るさを科学的に測定する方法がわからないことです。おそらく質問にとって重要ではありませんが、単一のDバッテリーに接続されます。

あなたが使用する必要があります 照度計 測定する 光度 。

光は光源から放出される放射線の一種なので、 逆二乗則 ここで、光度は光源からの距離とともに減少します。

あなたの実験のための一貫したそして有効な結果を確実にするためにあなたはすべての読書のために光源から正確に同じ距離に光度計センサーが置かれることを確実にする必要があるでしょう。

また、結果が他の光源の影響を受けないようにするには、電球を配置してください。黒い内壁を持っている遮光箱の中の露出計。

白熱電球は、その明るさを測定してそれを数値データに変換する回路内の電流および／または電圧の良好な視覚的指標となり得るが、非常に迂回的でエラーが発生しやすい方法である。

あなたが証明していない光レベルとワイヤの太さの間の関係を仮定しているというより根本的な問題もあります、すなわちあなたの実験はあまりにも多くの未知の変数を持っています。

回路を流れる電流またはワイヤの長さに沿った電圧降下のいずれかを測定するには、電圧計または電流計を使用するほうがはるかによいでしょう。

もう1つの方法は、比較データを使用することです。たとえば、各実験で電球Aまたは電球Bが明るく見えているかどうかを記録するだけです。

電球を使用する唯一の理由は、間接的に電流を測定するために照度計を使用して実験を単純にし、その目的を無効にすることです。

電流、電圧、光強度の関係を調べたいのであれば、それは完全に有効な（そしておそらくもっとおもしろい）実験ですが、それを反映するように用語を組み立てる必要があります。

フォトレジスタまたはソーラーパネルは、非常に簡単/低コストの測光ソリューションを実現しますが、それらは超高精度ではなく、主要プロジェクトよりはるかに複雑になります。太陽電池パネルを直接電圧計に接続します。それは緑色の光の量を測定しますが、線形ではありません。フォトレジスタの場合は、それと電圧計を直列に接続してください。線形でもない可能性があります。しかし、私はあなたがここであまりにも多くの正確さを必要とすることを疑います。もしそうなら、あなたはFredが提案したような較正された光度計を手に入れなければならないでしょう。

光の強さを測定することは可能ですが、私はあなたのプロジェクトを単純にするためにChris Johnsが提案したように直接ボルトメーターやアンプメーターを使うことをお勧めします。

あるいは、より拡張可能なハンズオン測定のためには、各回路に既知の抵抗を置き、単純な温度計を含む既知の量の水にそれぞれを入れることができます。より大きな直径のワイヤを有する回路は、より小さい抵抗を有し、等しいサイズの抵抗器により多くの電力を供給し、そして水の温度はより急速に上昇するであろう。それからいくつか 簡単な熱量計の数学 各ワイヤの抵抗を計算することができます。

あなたの質問は、「電気が細いワイヤと太いワイヤのどちらを通る方が良いのか」です。

抵抗により電力が失われます。銅線は非常に低い抵抗を持っています、そしてあなたの実験のために太い線と細い線は同じことをするでしょう。言い換えれば、その差は非常に小さいため、測定するのは非常に困難です。

ニクロムのような他の材料から作られたワイヤは高い抵抗を持っています、そしてあなたの実験にニクロムが使われたならば、電球の明るさによって見られるように、あなたは違いを測定することができるでしょう。

明るさの測定はさまざまな方法で実現できますが、一般的には光エネルギーに敏感なセンサーが必要になります。 「光センサー」をWebで検索すると、多くの情報が明らかになります。