I AD, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania, Sprawka, ćwiczenie 22 przyjęte


Piotr Kucab Rzeszów, 18.03.2008 r.

I BD, LP6

0x01 graphic

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I INŻYNIERII

ŚRODOWISKA

KATEDRA FIZYKI

Laboratorium z fizyki

Ćw. 22 Cechowanie termopary

I. Wymagania do ćwiczenia:

Temperatura - jedna z podstawowych w termodynamice wielkości fizycznych (parametrów stanu) [1], będąca miarą stopnia nagrzania ciał. Temperaturę można ściśle zdefiniować tylko dla stanów równowagi termodynamicznej, z termodynamicznego bowiem punktu widzenia jest ona wielkością reprezentującą wspólną własność dwóch układów pozostających w równowadze ze sobą. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii. Temperatura jest miarą "chęci" do dzielenia się ciepłem. Jeśli dwa ciała mają tę samą temperaturę, to w bezpośrednim kontakcie nie przekazują sobie ciepła, gdy zaś mają różną temperaturę, to następuje przekazywanie ciepła z ciała o wyższej temperaturze do ciała o niższej - aż do wyrównania się temperatur obu ciał.

Pomiar temperatury - może być realizowany na wiele sposobów. W zależności od interakcji pomiędzy badanym obiektem pomiarowym a czujnikiem pomiarowym wyróżnić można:

Zjawisko Seebecka - zjawisko termoelektryczne polegające na powstawaniu siły elektromotorycznej i w konsekwencji tego przepływie prądu elektrycznego w miejscu styku dwóch metali lub półprzewodników o różnych temperaturach, w zamkniętym obwodzie termoelektrycznym. Odkryte w 1821 roku przez fizyka niemieckiego (pochodzenia estońskiego) Th. J. Seebecka. Zjawisko to jest wykorzystywane m.in. w termoparze.

Siła elektromotoryczna (SEM) - energia elektryczna, jaką uzyskuje jednostkowy ładunek elektryczny w źródle prądu elektrycznego. Źródło zwiększa energię elektryczną kosztem energii innego rodzaju. Źródłami siły elektromotorycznej mogą być generatory elektryczne (prądu stałego i zmiennego), baterie, termopary, fotoogniwa. Siła elektromotoryczna jest często oznaczana przez 0x01 graphic
. Jednostką siły elektromotorycznej jest volt równy ilości dżuli przypadających na ładunek elektryczny jednego kulomba

Termopara (termoogniwo, termoelement, ogniwo termoelektryczne) to czujnik temperatury wykorzystujący zjawisko Seebecka, będący połączeniem dwóch różnych mmetali.Składa się z dwóch różnych metali (drucików), spojonych na jednym końcu (strona pomiarowa). Pod wpływem różnicy temperatury powstaje siła elektromotoryczna zwana w tym przypadku siłą termoelektryczną na końcach niepołączonych (zimnych) proporcjonalna do różnicy temperatur pomiędzy temperaturą spoiny pomiarowej, a temperaturą spoin odniesienia (zimnych, wolnych końców). Spoina pomiarowa może znajdować się w obudowie, którą następnie instalujemy w miejscu pomiaru temperatury. Termopary odznaczają się dużą niezawodnością, dokładnością i elastycznością konstrukcji, co pozwala na ich zastosowanie w różnych warunkach.

Materiały wykorzystywane do budowy termoelementów powinny w miarę możliwości posiadać:

Kontaktowa różnica potencjałów, różnica potencjałów elektr. ustalająca się w stanie równowagi termodynamicznej na styku 2 ciał: metali i/lub półprzewodników;

II. Wykonanie ćwiczenia:

  1. Zestawić układ do wyznaczania charakterystyki termopary.

0x01 graphic

  1. Złącza termopary umieścić w mieszaninie lodu z wodą. Temperatury 0x01 graphic
    i 0x01 graphic
    winny być takie same i wynosić 0x01 graphic
    (0x01 graphic
    ). Włączyć miliwoltomierz i sprawdzić czy wskazania miernika są zerowe. Podgrzewać kąpiel otaczającą złącze znajdujące się w temperaturze 0x01 graphic
    . Notować wskazania miliwoltomierza w temperaturze 0x01 graphic
    , przyjmując 0x01 graphic
    , jeśli prowadzący nie zleci inaczej. Należy przy tym pamiętać, by temperatura 0x01 graphic
    nie zmieniała się w czasie - mieszaninę wody z lodem należy mieszać. Szybkość przyrostu temperatury nie powinna być większa od 0x01 graphic
    , ogranicza to niepewności pomiarowe wynikające z bezwładności układu.

  2. Uzyskane wyniki zamieścić w tabeli pomiarowej.

III. Tabelka pomiarowa:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

α

0x01 graphic

[0C]

[0C]

[0C]

[mV]

[mV / 0C]

[mV / 0C]

1

5

4

0,15

0.0405

0.04050x01 graphic
0.001415

1

10

9

0,33

1

15

14

0,52

1

20

19

0,73

1

25

24

0,93

1

30

29

1,13

1

35

34

1,33

1

40

39

1,53

1

45

44

1,73

1

50

49

1,93

1

55

54

2,14

1

60

59

2,35

1

65

64

2,55

1

70

69

2,75

1

75

74

2,96

1

80

79

3,16

1

85

84

3,36

1

90

89

3,57

1

95

94

3,78

1

100

99

3,97

IV. Opracowanie wyników pomiarów

Błedy pomiarów:

∆T=1[˚C]

0x01 graphic

∆ε=0.01[mV]

0x01 graphic

Odchylenia standardowe u(a), u(b):

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

V. Wykres

0x01 graphic

VI. Wnioski :

Na podstawie wykonanego ćwiczenia możemy stwierdzić że napięcie panujące na termoogniwie jest wprost proporcjonalne do różnicy temperatur w których znajdują się poszczególne jego części. Na podstawie tabel katalogowych termopar zawierających dane o sile termoelektrycznej w funkcji temperatury oraz współczynnika termoelektrycznego stwierdzam, że badana termopara jest termoparą typu Fe- konstantan.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
obliczenia poprawione, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania, Sprawka, ćwiczenie 22 przyjęte
Ćwiczenie nr 24-cd, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
22.2, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
Ćwiczenie nr 43, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
Szablon tabelki cwiczeniowej, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
fotoogniwo - 22-moje, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
Lab fiz 43 2, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
Lab fiz 15, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
Lab fiz 44, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
17 - hallotron, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
74A, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
Ściąga 2 sem, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
Zrodlo swiatla za pomoco fotometru, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
30, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
47, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania

więcej podobnych podstron