202 01, Politechnika Poznańska, Mechatronika, Semestr 01, Fizyka - laboratoria


Nr ćwicz.

202

Data

Paweł Matuszak

wydział elektryczny

Semestr

II

E9

1

mgr

Janusz Rzeszutek

przygotowanie:

wykonanie:

ocena:

Wyznaczanie siły elektromotorycznej ogniw metodą kompenensacji

Źródłami siły elektromotorycznej nazywamy urządzenia zdolne do wytwarzania różnic potencjałów pomiędzy dwoma punktami. Do źródeł SEM zaliczamy ogniwa, baterie i prądnice. Wewnątrz źródła ładunki dodatnie przemieszczają się w kierunku od potencjału ujemnego do potencjału dodatniego.

Zatem źródło SEM musi być zdolne do wykonywania pracy na zwiększenie energii ładunków, które do niego dopływają . Jeśli przeniesienie ładunku dq związane jest z wykonaniem pracy dW , wówczas SEM źródła prądu zdefiniowane jest następująco:

0x01 graphic

Rzeczywiste źródła SEM posiadają opór wewnętrzny r.

Jeżeli ze źródła czerpiemy prąd i to różnica potencjałów Uz na zaciskach jest mniejsza od SEM: Uz = - ri.

Do pomiaru SEM nie można więc użyć woltomierza ponieważ pobiera on pewną ilość prądu. SEM mierzy się metodą kompensacyjną. Schemat układu kompensacyjnego przedstawiony jest poniżej:

0x01 graphic

Stosując do tego układu II prawo Kirchhoffa otrzymujemy 0x01 graphic
.

Gdy w wyniku zmian oporów R1 i R2 osiągniemy wartość I2 = 0 wówczas powyższe równanie przyjmie postać: 0x01 graphic
.

Wstępnie w układzie wykorzystuje się wzorcowe ogniwo Westona, którego SEM wynosi

0 = 1.0183V.

W drugiej części ćwiczenia ogniwo wzorcowe zastępuje się badanym (SEM jest równe x). W analogiczny sposób otrzymujemy równanie: 0x01 graphic
.

SEM nieznanego ogniwa liczymy ze wzoru: 0x01 graphic

Błąd liczymy ze wzoru: 0x01 graphic

przy czym ΔR zależy od wartości R i obliczamy ją korzystając z poniższej tabelki:

R [Ω]

1000

100

10

1

0,1

Δ R [Ω]

0,05%

0,05%

0,05%

0,1%

0,5%

Pomiary

R1 + R2 [Ω]

R1 [Ω]

Δ R1 [Ω]

R'1 [Ω]

Δ R'1 [Ω]

x [V]

Δx [V]

8000

1606,10

0,81

2361,20

1,18

1,49705

0,00151

10000

2008,40

1,01

2952,60

1,48

1,49703

0,00151

12000

2408,90

1,22

3541,40

1,78

1,49704

0,00152

0x01 graphic
= 1,49704 [V]

0x01 graphic
= 0,000008 [V]

0x01 graphic
= 0,001514 [V]

0x01 graphic
= 0,0000044 [V]

Wynik: x = 1,49704 ± 0,001514 [V]

Wnioski

Uzyskane wyniki mieszczą się w błędzie. Błąd mógł być spowodowany przez błąd systematyczny pomiaru oporu jak również przez subiektywny pomiar wychylenia wskazówki galwanometru. Można wnioskować, że ćwiczenie zostało wykonane poprawnie.



Wyszukiwarka