INFORMATYKA
I ROK
|
ANDRZEJ PISKOZUB
grupa C1 godz. 7.30 |
24.03.1995 |
BADANIE FOTOKOMÓRKI |
||
OPIS ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia było wyznaczenie kilku podstawowych charakterystyk fotokomórki próżniowej :
-a) charakterystyki prądowo-napięciowej
-b) charakterystyki świetlnej .
W tym celu należało zmontować układ pomiarowy, którego opis i schemat jest zamieszczony poniżej.
OPIS ZESTAWU POMIAROWEGO
Na ławie optycznej umieszczona jest fotokomórka w osłonie metalowej, szczelnie osłonięta przed światłem rozproszonym, z wyjątkiem okienka. Na drugim końcu ławy umieszczone jest źródło światła. Żarówka umieszczona jest w osłonie, w której znajduje się otwór o średnicy do 12 mm i zasilana jest z transformatora. Do pomiarów natężenia fotoprądu w fotokomórce używa się mikroamperomierza o zakresie 150 uA.
WYKONANIE ĆWICZENIA
a) Charakterystyka prądowo-napięciowa
Po połączeniu układu wg. schematu należy ustawić fotokomórkę w ustalonej odległości d. Następnie zmieniając potencjometrem napięcie przyłożone do fotokomórki w przedziale od 0 do 90 wolt, należy odczytywać wielkość fotoprądu z mikroamperomierza i napięcie z woltomierza. Pomiar należy powtórzyć trzy razy dla różnych odległości.
b) Charakterystyka świetlna
Należy ustalić stałą wartość napięcia na elektrodach fotokomórki, następnie zwiększając odległość fotokomórki od 7.5 do 50 cm odczytywać wielkość fotoprądu z mikroamperomierza. Pomiar należy powtórzyć trzy razy dla różnych wartości napięcia.
TABELE POMIARÓW
a)
U [V] |
I [uA] d=7.5cm d=10cm d=15cm |
||||
0 |
0 |
0 |
0 |
||
10 |
8 |
4 |
2 |
||
20 |
12 |
6 |
4 |
||
30 |
20 |
10 |
6 |
||
40 |
30 |
16 |
10 |
||
50 |
44 |
24 |
14 |
||
60 |
58 |
34 |
18 |
||
70 |
80 |
44 |
22 |
||
80 |
102 |
60 |
28 |
||
90 |
128 |
78 |
38 |
||
b)
d [cm] |
I [uA] U=60V U=75V U=90V |
1 d |
||
7.5 |
44 |
62 |
128 |
0.0177 |
8 |
38 |
56 |
96 |
0.0156 |
8.5 |
34 |
50 |
74 |
0.0138 |
9 |
30 |
44 |
66 |
0.0123 |
9.5 |
26 |
40 |
60 |
0.0110 |
10 |
24 |
36 |
54 |
0.0100 |
10.5 |
22 |
32 |
48 |
0.0090 |
11 |
20 |
30 |
44 |
0.0082 |
13 |
16 |
22 |
34 |
0.0059 |
15 |
12 |
18 |
28 |
0.0044 |
20 |
10 |
16 |
20 |
0.0025 |
50 |
8 |
10 |
14 |
0.0004 |
DYSKUSJA BŁĘDÓW
a) Dla wykresu I= f ( U ) : D U= + 2.75V ; D I= + 4.25 uA ;
b) Dla wykresu I= f : D I= + 4.25 uA ; D d= + 2mm ;
X= , błąd liczę pochodną logarytmiczną
WNIOSKI KOŃCOWE
W ćwiczeniu wyznaczono charakterystykę prądowo-napięciową i świetlną fotokomórki. Z pierwszej wynika, że przy stałej odległości źródła światła, zwiększając napięcie przyłożone do fotokomórki wartość fotoprądu rośnie (im wyższe napięcie tym większy przyrost fotoprądu). Przy mniejszych odległościach źródła światła od fotokomórki wartości napięcia i fotoprądu są odpowiednio większe. Z charakterystyki świetlnej wynika, że wraz ze zmniejszaniem odległości źródła światła wzrasta wartość fotoprądu. Dzieje się tak dlatego, gdyż zbliżając żarówkę do fotokomórki zwiększamy strumień światła padający na fotokomórkę. Dzięki temu zwiększa się ilość elektronów wybijanych z katody, a więc rośnie wartość fotoprądu.
Na błąd pomiaru wpływa niepunktowość źródła światła, wachania napięcia zasilającego żarówkę, co powoduje zmianę strumienia padającego światła, oraz błąd mierników. Dlatego też mogą wystąpić odchylenia od charakterystyk prawidłowych.