Μάθημα : ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ

Εργαστηριακές Ασκήσεις

ΜΗΧΑΝΙΚΗ
Μέτρηση πυκνότητας στερεού

Στην άσκηση αυτή οι φοιτητές εκπαιδεύονται επάνω στη χρήση οργάνων ακριβείας με τα οποία μπορούν να μετρήσουν διάφορες ποσότητες της μηχανικής. Εξοικειώνονται με τη χρήση του παχυμέτρου (γνωστού και ως διαστημομέτρου) για τη μέτρηση του μήκους και τον ζυγό ακριβείας για τη ζύγιση μαζών. Υπολογίζονται οι τιμές του εμβαδόν, του όγκου και της πυκνότητας διαφόρων σωμάτων. Συγκρίνεται η τιμή της πυκνότητας με την αντίστοιχη τιμή από την βιβλιογραφία.

Λέξεις κλειδιά: διαστημόμετρο-παχύμετρο (Vernier caliper), Βερνιέρος , σταθερά του Βερνιέρου, διαστάσεις, μήκος, μάζα, εμβαδόν, όγκος, πυκνότητα, σημαντικά ψηφία, απόλυτο σφάλμα, συστηματικό σφάλμα, μετάδοση σφάλματος, ακρίβεια, αβεβαιότητα, αξιοπιστία

Προσδιορισμός της επιτάχυνσης της βαρύτητας

Στην άσκηση αυτή προσδιορίζεται η επιτάχυνση της βαρύτητας και συγκρίνεται η τιμή της με την αντίστοιχη τιμή από την βιβλιογραφία.

Λέξεις κλειδιά: απλό εκκρεμές , επιτάχυνση της βαρύτητας, 2^ος νόμο του Νεύτωνα, απόλυτο σφάλμα, συστηματικό σφάλμα

ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

Προσδιορισμός του ρυθμού θέρμανσης και ψύξης με χρήση των ηλιακών συλλεκτών

Στην άσκηση αυτή γίνεται χρήση ενός αυτοματοποιημένου συστήματος θερμοζευγών τα οποία μέσω υπολογιστή καταγράφουν την θερμοκρασία τεσσάρων ηλιακών συλλεκτών με διαφορετικό χρώμα επικάλυψης, μόνωσης και υαλοπίνακα ώστε να μελετηθεί η επίδραση αυτών των παραμέτρων στον ρυθμό θέρμανσης και ψύξης των συλλεκτών.

Λέξεις κλειδιά: θερμοκρασία, θερμότητα, κλίμακες Celsius και Kelvin, θερμοζεύγη, ηλιακοί συλλέκτες, ηλιοθερμικά συστήματα, Νόμος του Netwon

ΟΠΤΙΚΗ
Οπτικοί φακοί

Σε αυτή την άσκηση ο φοιτητής χειρίζεται βασικά οπτικά όργανα όπως είναι οι λεπτοί φακοί οι οποίοι βρίσκουν ένα μεγάλο εύρος εφαρμογών στην καθημερινότητα όπως π.χ. φωτογράφιση, προβολείς, διορθωτικοί φακοί κτλ. Στην άσκηση υπολογίζεται η εστιακή απόσταση διαφορετικών συγκλινόντων φακών μέσω της εξίσωσης των λεπτών φακών.

Λέξεις κλειδιά: λεπτοί φακοί, συγκλίνοντες ή συγκεντρωτικοί φακοί, αποκλίνοντες ή αποκεντρωτικοί φακοί, εστιακό σημείο, πραγματικό είδωλο, φανταστικό είδωλο, εξίσωση λεπτών φακών

Περίθλαση από απλή σχισμή

Στην άσκηση αυτή μελετάται η περίθλαση μιας δέσμης φωτός ενός laser He-Ne από μια απλή σχισμή και προσδιορίζεται το πλάτος της σχισμής από την απεικόνιση της συμβολής.

Λέξεις κλειδιά: περίθλαση, συμβολή των κυμάτων, ενισχυτική συμβολή, αναιρετική συμβολή, απλή σχισμή, μήκος κύματος ακτινοβολίας, Laser

ΗΛΕΚΤΡΟ-ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ

Φωτοβολταϊκο κύτταρο 

Σε αυτήν την άσκηση μελετάται η λειτουργία του φωτοβολταϊκού κυττάρου ως πηγή ηλεκτρισμού. Συγκεκριμένα μελετάται η σχέση του ρεύματος με την τάση του κυττάρου (χαρακτηριστική καμπύλη) και από αυτήν προσδιορίζεται η ηλεκτρική ισχύς του. Προσδιορίζονται οι βέλτιστες συνθήκες για τη λειτουργία ενός πάνελ φωτοβολταϊκών σε ένα κύκλωμα με γνωστό φορτίο ώστε αυτό να βρίσκεται σε λειτουργία μέγιστη ισχύος MPPT (Maximum Power Point Tracking). Επίσης συγκρίνεται η απόδοση ενός φωτοβολταϊκού κυττάρου σε διαφορετικές συνθήκες φωτισμού.

Λέξεις κλειδιά: φωτοβολταϊκό φαινόμενο, ημιαγωγός, επαφή p-n, δίοδος, φωτοβολταϊκά κύτταρα, ηλιακή ενέργεια, σειριακή και παράλληλη σύνδεση, ισχύς, αμπερόμετρο και βολτόμετρο, μεταβλητή αντίστασης

Φόρτιση και εκφόρτιση πυκνωτή

Στην άσκηση αυτή μελετάται η φόρτιση/εκφόρτιση ενός πυκνωτή μέσω αντίστασης. Συγκεκριμένα μετριέται το ρεύμα σαν συνάρτηση του χρόνου και προσδιορίζεται η επίδραση της χωρητικότητας του πυκνωτή, της αντίστασης και της τάσης που χρησιμοποιούνται κατά την φόρτιση /εκφόρτιση. Εισάγεται η έννοια της «σταθεράς του χρόνου», προσδιορίζεται πειραματικά και συγρίνεται με την τιμή που προβλέπει η θεωρία.

Λέξεις κλειδιά: πυκνωτής, ωμική αντίσταση, συνεχές ρεύμα, συνεχής τάση, σύνδεση σε σειρά και παράλληλα, φόρτιση, εκφόρτιση, σταθερά χρόνου, φορτίο, αμπερόμετρο

Χρήση του παλμογράφου σε κύκλωμα εναλλασσόμενης τάσης (AC)

Ο σκοπός αυτής της άσκησης είναι η εξοικείωση του φοιτητή με ένα πολύ σημαντικό όργανο των ηλεκτρονικών μετρήσεων, τον παλμογράφο. Πιο συγκεκριμένα: α) μελετούνται οι βασικές λειτουργίες του παλμογράφου και η εξοικείωση με τα πιο σημαντικά κουμπιά του και β) μετρούνται και προσδιορίζονται χαρακτηριστικά μεγεθών μιας εναλλασσόμενης τάσης, όπως το πλάτος, η συχνότητα και η περίοδος.

Λέξεις κλειδιά: πυκνωτής, ωμική αντίσταση, εναλλασσόμενη τάση, σύνδεση σε σειρά και παράλληλα, συχνότητα, περίοδος σήματος, , ενεργός τάση, συχνότητα, περίοδος, παλμογράφος, ψηφιακό βολτόμετρο, 

Κύκλωμα RLC, Συντονισμός

Στην άσκηση αυτή μελετάται η συμπεριφορά ενός κυκλώματος RLC σε σειρά κατά την εφαρμογή εναλλασσόμενου ρεύματος. Συγκεκριμένα μελετάται η μεταβολή του ρεύματος του κυκλώματος σαν συνάρτηση της συχνότητας και μελετάται το φαινόμενο του συντονισμού όπου το ρεύμα λαμβάνει την μέγιστη τιμή του.

Λέξεις κλειδιά: πηνίο - επαγώγική αντίσταση, πυκνωτής - χωρητική αντίσταση, ωμική αντίσταση, εναλλασσόμενο ρεύμα, εναλλασσόμενη τάση, σύνδεση σε σειρά και παράλληλα, ενεργός τιμή της ένταση, συχνότητα, εμπέδηση, συντονισμός, διαφορά φάσης, εύρος ζώνης, μη-ψηφιακό αμπερόμετρο, μηψηφιακό βολτόμετρο