Исследование зависимости силы света фары от напряжения на её зажимах с помощью прибора для проверки и регулировки света фар




 

Сила света фар и срок службы ламп зависят от подаваемого на лампу напряжения. При повышении напряжения выше расчётного срок службы лампы резко сокращается. При понижении напряжения ниже расчётного сила света фары уменьшается и освещение становится слабым.

В экспериментальной части работы решено было исследовать зависимость силы света лампы, установленной в передней фаре автомобиля ВАЗ-2109, от подаваемого на её клеммы напряжения. Поскольку фара, которую нам предоставили в техникумовской лаборатории для исследования, была разобрана, то сначала мы попробовали подключить её в кабинете физики (Приложение 4, рис. 4.1, 4.3), используя в качестве источника выпрямитель селеновый ВС-24м (Прил. 4, рис. 4.2) наиболее мощный из школьных селеновых выпрямителей. Он предназначен для получения постоянного напряжения до 24 В при максимальной силе тока 10 А. В нашем эксперименте мы меняли напряжение от 0 В до 14 В, так как предельное для этого вида ламп напряжение равно 15 В. Превышение этого напряжения привело бы к перегоранию лампы.

После изучения Руководства по эксплуатации прибора для проверки фар модели ОПК (ГАРО), мы перешли выполнять эксперимент в лабораторию (Прил. 4, рис. 4.4), в которой расположен этот прибор. Подключили фару к выпрямителю, расположили прибор таким образом, чтобы центр линзы оптической камеры прибора совпадал с центром фары. Расстояние между фарой и линзой выбрали рекомендуемое руководством по эксплуатации, равное 550 мм. Изменяя напряжение на лампе, произвели 14 измерений силы света, значения которого отображались на приборной панели (Прил. 4, рис. 4.5).

Произведя измерения, внесли показания в таблицу (Приложение 5) в табличном процессоре Excel. Используя возможности среды Excel, построили диаграмму Точечная с гладкими кривыми и маркерами. Отредактировали её. Затем применили метод аппроксимаций (аппроксимацией называется получение некой функции, приближённо описывающей какую-то функциональную зависимость f(x), заданную таблицей значений, либо заданную в виде, неудобном для вычислений. При этом эту функцию выбирают такой, чтобы она была максимально удобной для последующих расчётов). Для этого в табличном процессоре есть встроенная система анализа, которая называется линия тренда. Линия тренда представляет собой прямую или кривую линию, аппроксимирующую (приближающую) исходные данные на основе уравнения регрессии или скользящего среднего. Аппроксимация определяется по методу наименьших квадратов. В зависимости от характера поведения исходных данных (убывают, возрастают и т.д.) выбирается метод интерполяции, который следует использовать для построения тренда.

Предусмотрено несколько вариантов формирования линии тренда. Но, например, при построении линии тренда выяснилось, что полином (Прил. 5, рис. 5.1) дал отрицательные значения при аппроксимации, поэтому степенная аппроксимация стала недоступной. Чтобы всё-таки построить степенную линию тренда (Прил. 5, рис. 5.2), пришлось убрать первое значение. Дополнительно была построена экспоненциальная аппроксимация (Прил. 5, рис. 5.3). Сравнивая три значения величины достоверности аппроксимации (R2 должна быть по значению, как можно ближе к 1), можно сказать, что наиболее достоверной явилась полиномиальная аппроксимация (R2=0,998), которая задана уравнением , т.е. мы получили квадратичную зависимость силы света от напряжения, подаваемого на лампу фары, что, в принципе, подтверждается формулами, изучаемыми в светотехнике.

Под сроком службы лампы понимают время, за которое световой поток её уменьшится на 20% вследствие испарения тела накала и оседания атомов на внутренних стенках колбы. Из-за уменьшения сечения спирали возрастает её сопротивление и значит уменьшается ток, а ввиду уменьшения тока падает температура тела накала, и, следовательно, световой поток лампы.

 

Заключение

Цель, поставленную в данной работе, я достиг — изучил устройство и принцип действия автомобильной фары ВАЗ-2109 и прибора для проверки и регулировки света фар модели ОПК (ГАРО), теоретические основы физики, заложенные в действие этих приборов, поставил и провёл эксперимент в лаборатории техникума по исследованию зависимости силы света автомобильной фары от подаваемого напряжения, тем самым, я повысил свой образовательный уровень, углубил знания по физике. Так же я научился планировать и проводить эксперимент, строить графики и проводить их аппроксимацию в табличном процессоре Excel.

Как пониженное, так и повышенное напряжение на контактах лампы нежелательно. Контролировать напряжение тока, подводимое к фарам, следует путём замера его цифровым мультиметром на переходных колодках проводов питания. Необходимо также учитывать, что повышенное напряжение, увеличивая силу света фар, вызывает ослепление даже при включённом ближнем свете. Следует отметить, что обычные две фары, правильно отрегулированные и имеющие силу света в соответствии с техническими требованиями, вполне обеспечивают безопасный встречный разъезд транспортных средств.




Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-04-29 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: