Instruksjon Målinger med solcelle For å utføre aktiviteten trengs en solcelle, eller flere sammenkoblete. Videre et multimeter, en eller flere strømbrukere, og tre ledninger. Vi har brukt en lavspenningsmotor som driver en vifte, og en motstander på 6 ohm som last. Ledningene har bananstifter der de skal kobles til motoren, og kabelsko der de skal skrues til solcellen. Vi bruker krokodilleklemmer for å koble inn motstanden. Et stativ gjør det mulig å sette solcellene opp i vinkel mot solen. Om vi bruker flere solceller, kan de kobles sammen på flere måter. Parallellkobling, som på det første bildet, gir mer strøm, men lavere spenning. Seriekobling er best for å finne maksimal ytelse. Da kobler vi en +pol til en pol, og har ledningene til de to ledige polene, slik: 1
Solcellen har to ledninger, koblet til og + - pol på baksiden. Cellen produserer likestrøm, dersom solinnstrålingen er tilstrekkelig. Lampelys vil ikke gi samme virkning. Ett enkelt solcelle-element gir opp til 0,5 Volt spenning, og mellom 0,1 og 0,4 Ampere strøm. Effekten av panelet finner vi ved å måle disse to størrelsene, og multiplisere dem. På miljølære vil dette blir gjort automatisk, når man har registrert avlesing av spenning og strøm. For å kunne se at cellen produserer strøm, og for å kunne måle spenning og strøm, må cellen kobles til en last. Med last mener vi et apparat eller en motstand som bruker strøm. En lavspenningsdiode eller en tilsvarende motor er bra. Dioden vil lyse, og motoren kan drive for eksempel en lett vifte. Forskjellen på parallellog seriekobling. Til venstre er cellene koblet parallelt, til høyre i serie. 2
Bildet viser oppkobling for måling av strøm, med en lavspenningsmotor som driver en vifte koblet inn i kretsen. Man ser at viften går når solinnstrålingen er sterk nok, men man vil også se at cellen produserer strøm selv om viften ikke går. Det skal bli nokså mørkt for strømproduksjonen slutter helt. For målinger som skal registreres, er det beste å koble til en passiv last, det vil si en motstander på noen få ohm. For å koble motstanderen inn i kretsen, bruker vi krokodilleklemmer. Vi ber om at dere registrerer: -minst en måling av strøm og spenning når solcellen er stilt opp som i instruksjonen, helst med en motstander på 6 Ohm. -resultatet av beste måling, og gjennomsnittstall, dersom dere gjør flere målinger. For å gjøre det enkelt å måle flere ganger, kan det være lurt å koble opp solcellen med tre ledninger, som bildet med strømmåling viser. Da er det enkelt å koble inn multimeteret for å måle strømmen i serie. 3
Det skal altså gjøres to målinger: Spenning: Spenning blir målt parallelt med lasten. Vær nøye med å plassere ledningene riktig i multimeteret og på målepunktene, se foto. Det er alltid slik at minus-side er merket med svart, bruk derfor svart ledning på siden. Inngangen på multimeteret er gjerne merket med com på minussiden. For alle våre målinger skal plussledningen, gjerne med rød plugg, stå i inngangen over. Når du skal måle spenning, setter du sammen kretsen med bare to ledninger, slik at lasten får strøm direkte fra solcellen. Du setter så måleledningene i multimeteret, og holder spissene i god kontakt med inngangen til apparatet, eller som her: klemmene. Vi sier nå at vi måler spenning over apparatet. I bananstifter er det et kontakthull det går an å bruke, men du kan også sette spissene på bøssingene eller andre metalldeler. Dersom du måler feil vei, altså + til -, vil multimeteret vise riktige sifre, men med foran. Still multimeteret på måleområdet 2V likespenning, og slå på apparatet. Måling av spenning. Pass på at (som regel svart ledning) er koblet til ende på strømbrukeren, og at multimeteret er satt på måling av små likestrømspenninger. Strøm skal måles i serie med strømbrukeren. Det må nå være tre ledninger i kretsen, som på bildet under. Ledning fra på solcellen går til com på mulimeteret. Videre en ledning fra + inngangen på multimeteret til motoren. Den tredje ledningen går så fra motoren til + på solcellen. Kretsen er sluttet, og vi måler strøm i serie med apparatet. Still inn på måling av likestrøm opptil 200 m (200 milliampere), og slå på 4
Måling av strøm. Multimeteret er koblet mellom minuspolen på solcellen og inngangen på strømbrukeren. Du har nå to avlesninger, for eksempel 0,5 Volt, og 0,2 Ampere Registrerer dere disse verdiene i riktige bokser, vil nettsiden oppgi effekten, som i dette tilfellet blir 0,1 Watt. Et oppsett med solcelle og vifte. Minus fra solcellen er koblet til minus på motoren, tilsvarende på plussiden. Straks solinnstrålingen er høy nok og cellen rettet mot solen, går viften. Solcellene er her parallellkoblete det går godt an å la elevene prøve seg frem til hva som gir best resultat her. Seriekoblinger vil gi høyest spenning. 5