测量Science Fair项目的太阳能电池板的输出

我在7年级，正在使用不同的太阳能电池板阵列进行科学竞赛项目。我有3种不同的配置，连接了6个迷你面板。对于每种配置，我将所有正极线连接在一起，并将所有负极线连接在一起。我正在用万用表测量电压和安培。如果我将安培乘以电压，是否可以准确指示三种配置的输出？预先感谢您的协助！

不幸的是，这并不容易。

如果将不同的负载连接到电池，则通过负载的电压和电流将（当然）不同。如果绘制所有电流与电压点的曲线，它将看起来像这张图片上的紫罗兰色曲线：

如果使用万用表测量电压（未连接其他负载），则没有电流流过，您将获得Vmax。
如果仅测量电流，则会造成短路，因此没有电压。这样，您可以测量Imax。

现在，只需将Vmax和Imax相乘即可得到浅蓝色矩形（部分与黄色矩形重叠）。但这不是正确的值，因为如上所述，Vmax处的电流为零，功率也为零！

如果对负载进行测量并绘制（电压*电流）与电压的关系曲线，则会得到绿色曲线。它显示了电池以什么电压输送了什么功率。您可以清楚地看到有一个最大值，并且相应的功效是黄色矩形。

因此，黄色矩形显示的是实际最大功率，比您通过Vmax * Imax计算的功率小得多。

我认为您可以测量所有单元配置的Vmax和Imax，并且它可以提示哪种功率最大。但是，将几个不同的电阻器应用于此电压和电流测量也可能很有趣。

编辑：

对于您的项目，可以使用电位计，如下所示：

通过旋转旋钮，可以更改外部端子和中间端子之一之间的电阻。最好有两个万用表，一个用来测量电压，另一个用来测量电流。这样连接，使外部端子之一不连接：

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

您可以轻松地稍微旋转旋钮，读取电流电压，然后将其输入到Excel工作表中以生成类似于我的曲线。

电位计必须能够处理您的电池可以提供的最大功率，可以通过Imax * Vmax（每个电池）来估算。我也不确定要推荐什么电阻，可能是您要使用两种电阻，一种在100kOhm至1MOhm的范围内，一种在1-10kOhm的范围内，以便能够在低负载和高负载下进行测量。可能是，您有像老师一样有人要这个东西吗？

进一步认为您可以（用一个单元格）进行测量：

• 各种亮度
• 外部阳光直射的细胞，透过窗户直射的阳光
• 冷热室

正如另一个答案中所说：听到您在那个年龄对这种东西感兴趣，我感到非常高兴，我真的鼓励您继续学习。可能是，您可以稍后向我们显示您的结果吗？

不要忘记您的面板可以先串联再并联。

我认为您的设置方式被认为是“并行”的。

仅值我的2美分。

顺便说一句，很高兴看到7年级的某个人实际上是在尝试变得聪明，学习科学。如果我要重新做一遍，我将选修每门高级班（数学，科学，英语等），那会发生什么更糟的情况？你学 ？

您可能想为6个面板尝试合理数量的串联和并联组合，以查看哪个面板产生最有趣的结果（答案可能会让您感到惊讶）。选项包括：

1. 6平行（所有红色并在一起，所有黑色并在一起）
   （++++++）（------）
   + 1-
   + 2-
   + 3-
   + 4-
   + 5-
   + 6-
   / \
2. 6个串联（一个红色连接到一个黑色，其中一个红色和黑色未连接以进行测试）
   +（+-）（+-）（+-）（+-）（+-）-
   + 1- + 2- + 3- + 4- + 5- + 6-
3. 两组并行的3个（共3个红色，共3个黑色，然后将3个黑色连接到另一组的3个红色，然后测试未连接的3个红色/黑色）
   （+++）（--- +++）（- -）
   + 1- + 4-
   + 2- + 5-
   +3 -__ + 6-
   / \

4. 三组，每组2个平行（两个红色在一起，两个黑色在一起，然后将2个黑色连接到下一组的2个红色，然后对第三组再次进行）
   （++）（-++）（-+ +）（-）
   + 1- + 3- + 5-
   +2 -__ + 4 -__ + 6-
   / \

5. 只是为了好玩，将它们“错误”连接起来，看看会发生什么
   （++）（-++）（----）（++）
   + 1- + 3- -5+
   +2 -__ + 4 -__ -6+
   /

在我的“图片”中，（）表示连接电线，因此（++）表示2个红色在一起，（-）表示2个黑色在一起，（-++）表示2个红色和2个黑色的不同面板在一起。我也尝试将面板绘制为数字，+ 1是红色线“ +”和黑色线“-”的面板。

玩得开心！