A1  ^?? Зафиксируйте вертикально датчик люксметра на столе с помощью пластилина. Расположите светодиод на расстоянии $15-20~см$ от датчика и направьте в сторону датчика (расстояние можно измерить миллиметровой бумагой). Снимите зависимость освещенности датчика люксметра $E$ от мощности $P$, подаваемой на светодиод. Измерения необходимо проводить следующим образом: установите такое напряжение на источнике, чтобы сила тока через светодиод была $0.3~А$, запишите значения напряжение на светодиоде и освещенность датчика, а затем установите напряжение на светодиоде, равное нулю. Значение силы тока через светодиод в процессе измерений может изменяться, так как он нагревается, поэтому измерения необходимо проводить очень быстро. Подождите приблизительно минуту, для того чтобы светодиод остыл, а только потом проводите следующее измерение. Сила тока при дальнейших измерениях не должна превышать $0.3~А$.

Снимаем зависимость освещенности датчика люксметра $E$ от мощности $P$, подаваемой на светодиод, при расстоянии $s=25~см$ между светодиодом и датчиком. Для нахождения мощности мы будем измерять силу тока $I$ через светодиод с помощью мультиметра в режиме амперметра и напряжение $U$ на светодиоде с помощью вольтметра источника питания. Мощность будем вычислять по формуле:
$$P=I U$$

A2  ^?? Снимите зависимость тепловой мощности $N$, выделяющейся на светодиоде, от мощности $P$, подаваемой на светодиод. Для этого поместите светодиод в стакан, долейте в стакан столько воды, чтобы она полностью покрывала светодиод вместе с подставкой. Установите определённое значение силы тока через светодиод, регулируя напряжение ручками источника. Подождите до тех пор, пока значение силы тока через светодиод перестанет изменяться. Учтите, что системе требуется некоторое время, для того, чтобы установился режим, при котором практически вся тепловая мощность рассеивается на нагревание воды. Снимите зависимость (не менее 6 точек) температуры воды от времени, нагревая воду на $4-5{ }^{\circ} \mathrm{C}$. Из зависимости температуры от времени определите тепловую мощность светодиода. Проведите такой же эксперимент для пяти других значений силы тока через светодиод в диапазоне от $0.1~А$ до $0.3~А$, меняя воду перед каждым новым экспериментом.

Помещаем светодиод в стакан. Наливаем воду объемом $V=100~мл$. Масса этой воды $m=100~г$. Снимаем зависимость температуры воды $T$ от времени $t$ для различных значений мощности $P$, подаваемой на светодиод. Измерения начинаем не сразу же после подачи напряжения на светодиод, а после того как температура поднимется примерно на $1{ }^{\circ} \mathrm{C}$. В течение этого времени происходит установление режима, при котором практически вся теплота расходуется на нагревание воды.

Используя измеренные зависимости, можно вычислить значения тепловых мощностей $N$ светодиода для различных значений мощностей $P$, подводимых к светодиоду. Будем считать, что вся теплота расходуется на нагревание воды. Тогда тепловая мощность вычисляется по формуле:
$$N=m c \frac{\Delta T}{\Delta t}$$где $c=4.2~ \dfrac{Дж}{г \cdot{ }^{\circ}\mathrm C}$ – удельная теплоемкость воды.

A3  ^?? Постройте графики зависимости $\dfrac{E}{E_{\max }}$ и $\dfrac{N}{N_{\max }}$ от $\dfrac{P}{P_{\max }}$, используя общие оси ($E_{\max }$ – освещенность при подаваемой на светодиод мощности $P_{\max }$, $N_{\max }$ – тепловая мощность светодиода при подаваемой на светодиод мощности $P_{\max }$). Оцените максимальный и минимальный «КПД» светодиода в измеряемом диапазоне мощностей.

По результатам измерений определяем максимальные значения освещенности, тепловой мощности и мощности, подаваемой на светодиод:
$$E_{\max }=4370~ Лк,\quad N_{\max }=5.75~Вт,\quad P_{\max }=8.40~Вт.$$Вычисляем величины $\dfrac{E}{E_{\max }}$, $\dfrac{N}{N_{\max }}$ и $\dfrac{P}{P_{\max }}$, а затем строим графики зависимости $\dfrac{E}{E_{\max }}$ и $\dfrac{N}{N_{\max }}$ от $\dfrac{P}{P_{\max }}$, используя общие оси.

Для того чтобы оценить максимальный и минимальный «КПД» светодиода в измеряемом диапазоне мощностей, необходимо построить график зависимости «КПД» светодиода от мощности, подаваемой на светодиод. Учитывая, что подаваемая мощность складывается из тепловой мощности и мощности излучения, мы можем вычислить «КПД» по формуле:
$$\eta=\frac{W}{P}=\frac{P-N}{P}=1-\frac{N}{P},$$где $W$ – мощность излучения.

$P,~Вт$	2.60	4.00	5.42	6.90	8.40
$\eta$	0.312	0.324	0.368	0.322	0.316

Из графика видно, что в измеряемом диапазоне мощностей максимальный и минимальный «КПД» равны соответственно: