Nr ćwiczenia: 202	Data: 16.05.2014	Imię i nazwisko: Kamil Gajewski Oskar Garczyński	Wydział Fizyki Technicznej		Semestr: drugi	Grupa: nr lab: 5
Prowadzący:		Przygotowanie:		Wykonanie:		Ocena:

Temat ćwiczenia: Wyznaczanie siły elektromotorycznej ogniw metodą kompenensacji

1. Podstawy teoretyczne

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 :

Jednostką SEM jest wolt .

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 :

Stosując do tego układu II prawo Kirchhoffa (oczko abcd ) otrzymujemy :

.

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

.

Wstępnie w układzie wykorzystuje się wzorcowe ogniwo Westona , którego SEM wynosi 0=1.0183V .

Ogniwo Westona :

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

.

SEM nieznanego ogniwa :

.

2. Wyniki pomiarów

OGNIWO WZORCOWE		OGNIWO BADANE
R1	R2	R'1	R'2
1744,6	6255,4	6330,0	1670,0
2180,1	7819,9	7913,0	2087,0
2615,4	9384,6	9495,0	2505,0

3. Obliczenia

Siła elektromotoryczna ogniwa badanego

.

ε₀=1,0183 V (wielkość stała)

ε_x=1,0183* (6330/1744,6) ≈3,694738 V

ε_x=1,0183* (7913/2180,1) ≈3,696073 V

ε_x=1,0183* (9495/2615,4) ≈3,696856 V

= 3,695889 [V]

Błąd liczymy ze wzoru:

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%

Ω	8000	10000	12000
Δ Ex	0,001620902	0,001469692	0,004227366

= 0,002439 [V]

= 0,001163614 [V]

= 0,001514 [V]

Wynik:

ε_x= 3,69474 ± 0,00162 [V]

ε_x= 3,69607 ± 0,00147 [V]

ε_x= 3,69686 ± 0,00423 [V]

4. Dyskusja błędów

Błąd wyznaczenia siły elektromotoryczenej okazał się bardzo niewielki.

5. Wnioski

Pomiar okazał być się dość dokładny ze względu na niewielką ilość parametrów (mierzymy tylko opór). Dlatego też błąd pomiaru jest stosunkowo niewielki.

---