Opracowanie Wyników:

1. Na podstawie otrzymanych wyników można narysować wykres zależności U(I) = ε - Ir. Napięcie (na oporze zewnętrznym) jest podane w woltach a natężenie w miliamperach. Na podstawie wykresu można odczytać SEM źródła - jest to wartość funkcji dla I = 0 i wynosi ona ε = 2,92 V. Natomiast tangens nachylenia funkcji pomnożony przez -1 i stałą k, związana ze wzajemną skalą osi OX i OY na wykresie (w szczególności gdy jednostka długości odpowiada tej samej ilości amperów na osi OX i woltów na osi OY: k = 1) jest równy oporowi wewnętrznemu źródła r = 0,22 kΩ (dana obliczona przez program Graph ver. 4.1).

Wyk. 1 Zależność Napięcia na oporze zewnętrznym w zależności od natężenia prądu

2. Następnie znając U i I można obliczyć wartość oporu zewnętrznego w danej chwili i kolejno stosunek R/r ( r = const). Ta ostania wartość posłuży za argument trzech kolejnych funkcji, których wykresy są poniżej. Najistotniejszy jest pierwszy, przedstawia on zależność mocy użytecznej od wymienionego wyżej stosunku dwóch oporów. Ilustruje on jak należy dobrać oporność zewnętrzną znając opór wewnętrzny źródła, aby otrzymać zadowalającą moc użyteczną, gdy R = r funkcja osiąga globalne ekstremum - osiągamy maksymalną moc użyteczna dla źródła określonego przez dwie wielkości SEM i r. Następne dwa są już mniej istotne, pochodna ich się nie zeruje na całej dziedzinie, są silnie monotoniczne. Zależność Mocy całkowitej od R/r jest funkcją malejącą, posiada wartość maksymalna dla R/r = 0, czyli R = 0 (obwód zwarty). Odwzorowanie zmierza do 0 dla R/r zmierzającego do nieskończoności. Natomiast sprawność wynosi 0 dla R/r = 0 i rośnie aż do 100 % dla R/r zmierzającego do nieskończoności. Warto tu napomnieć, że sprawność ( która jest stosunkiem mocy użytecznej do całkowitej) nie jest związana z ekstremum mocy użytecznej tak jakby się intuicyjnie wydawało (np. osiąga wartość maksymalną). Dla takiego R/r sprawność wynosi 50% niezależnie od r i ε ().

Wyk.2 Zależność mocy użytecznej od stosunku oporu zewnętrznego i wewnętrznego

Wyk.2 Zależność mocy całkowitej od stosunku oporu zewnętrznego i wewnętrznego

Wyk.2 Zależność sprawności od stosunku oporu zewnętrznego i wewnętrznego

3. Błędy pomiarów:

Do obliczenia błędów posłużę się metodą najmniejszych kwadratów:

Po obliczeniach Δε = 43,19 [mV], a Δr = 0,19 [mΩ]

---