• Laboratorium fizyki CMF PŁ

• Dzień 10.03.2006r. godzina 8.15 - 9.45 grupa 5502

Wydział Mechaniczny

semestr II rok akademicki 2005/2006

ocena

TG [K]	TC [K]	∆T = TG - TC [K]	U [V]
-	-	0	0
301	293,6	7,4	0,42
305	294,0	11,0	0,60
311	293,9	17,1	0,84
316	294,9	21,1	1,08
320	295,4	24,6	1,26
325	295,8	29,2	1,38
330	296,3	33,7	1,77
334	296,7	37,3	1,98
340	297,4	42,6	2,22

T_G - temperatura ogrzewanej strony termogeneratora

T_C - temperatura chłodzonej strony termogeneratora

U - napięcie wskazane przez woltomierz

Wykres zależności napięcia U wytworzonego przez termogenerator

w funkcji różnicy temperatur.

a = 0,05162 ∆ a = 0,00136

współczynnik korelacji = 0,99724

równanie prostej y = 0,0512x

Obliczenie współczynnika Seebeka:

α = a/142 α = 0,0003635

Obliczenie błędu współczynnika Seebeka:

∆α = ∆a/142 ∆α = 0,00000958

a = -3,10375 ∆a = 0,04337 I - natężenie prądu

b =2,21514 ∆b = 0,01344 U_R - napięcie przy oporze R

współczynnik korelacji = 0,99796

równanie prostej y = -3,10375x + 2,21514

Temperatura T_c w czasie wykonywania pomiarów napięcia nieznacznie wzrosła od 297,4 K do 299,8 K. Różnica tych temperatur wynosi więc 2,4 K.Obliczenie oporu wewnętrznego termogeneratora:

r_w = -a r_w = 3,10375

Obliczenie błędu oporu wewnętrznego:

∆r_w= │∆a│ ∆r_w= 0,04337

Obliczenie napięcia nieobciążonego termogeneratora (siły elektromotorycznej) powstałego podczas 2 części pomiaru:

U = b U = 2,21514

Obliczenie błędu z jakim zostało wyznaczone powyższe napięcie:

∆U =│∆b│ ∆U= 0,01344

WYNIKI

α = α_obl ± ∆α α = 0,0003635 ± 0,0000096 V/K

r_w = r_{w obl} ± ∆r_w r_w = 3,104 ± 0,043 Ω

U = U_obl ± ∆U U = 2,215 ± 0,013 V

WNIOSKI

Po wykonaniu pierwszej części ćwiczenia łatwo zauważyć, że napięcie między końcami półprzewodników zależy od różnicy temperatur obu styków. Jest to zależność liniowa. Wraz ze zwiększeniem się różnicy temperatur ∆T zwiększa się również napięcie U. Zjawisko takie nosi nazwę zjawiska Seebeka, które polega na powstaniu przepływu prądu elektrycznego elektrycznego obwodzie zamkniętym utworzonym z dwóch różnych metali lub półprzewodników, których styki mają różne temperatury.

Pierwsza część ćwiczenia wykonywana jest przy założeniu, że opór wewnętrzny termogeneratora jest pomijalnie mały. Jednak termogenerator, jak każde rzeczywiste źródło napięcia posiada swój opór. W celu jego wyznaczenia zmierzyliśmy zależność natężenia płynącego przez przetwornik od napięcia. Zmiana natężenia prądu I (wywołana zmianą oporu R) powoduje zmianę napięcia między końcami termogeneratora. Zależność ta jest liniowa. Po obliczeniu współczynników prostej opisującej tą zależność mogliśmy wyznaczyć opór wewnętrzny. W czasie pomiarów napięcia i natężenia temperatura T_c nieznacznie wzrosła, a po odłączeniu potencjonometru i amperomierza nieco spadła. Świadczy to o zajściu zjawiska Peltiera.

Kod ćwiczenia	Tytuł ćwiczenia
T2	Termogenerator półprzewodnikowy - badanie zjawiska Seebeka

Radosław Górski

nr indeksu 133045

Mariusz Marszałek

nr indeksu 133090

Kamil Sokołowski

nr indeksu 137017

U[V]

∆T

Wykres zależności napięcia U_R od natężenia I.

I [A]

U_R [V]

---