Temat ćw: Pomiar siły elektromotorycznej i oporu wewnętrznego ogniwa metodą kompensacji.

1) Prawa przepływu prądu stałego.

I Prawo Ohma - Natężenie prądu płynącego przez przewodnik w stałej temperaturze jest wprost proporcjonalne do napięcia występującego na przewodniku, a odwrotnie proporcjonalne do rezystancji tego przewodnika.

I Prawo Kirchoffa - Suma prądów dopływających do węzła obwodu elektrycznego rozgałęzionego jest równa sumie prądów odpływających z tego węzła.

II Prawo Kirchoffa - Suma algebraiczna napięć źródłowych i napięć na rezystancjach w zamkniętym oczku obwodu elektrycznego równa jest zero.

2. Ogniwa elektryczne. Siła elektromotoryczna ogniwa.

Ogniwa elektryczne - Ogniwo to urządzenie, które służy do przetwarzania energii reakcji chemicznej na energię elektryczną. Ogniwa dzieli się na dwie grupy: ogniwa pierwotne ( służą do jednorazowego użytku, reakcja chemiczna, która wytwarza w nich energię elektryczną jest nieodwracalna ) i wtórne ( mogą być rozładowywane i ponownie ładowane, reakcja chemiczna jest odwracana poprzez doprowadzenie prądu z zewnątrz ). Ogniwa używane do akumulowania gromadzenia energii nazywamy akumulatorami.

Siła elektromotoryczna (SEM) - jest to napięcie, jakie byłoby wytworzone na zaciskach łączących to źródło z innymi elementami obwodu, gdyby nie miało ono rezystancji wewnętrznej. Przyjmuje się przy tym oznaczenie „-” dla zacisku o niższym potencjale oraz oznaczenie „+” dla zacisku o potencjale wyższym.

3) Prawo Ohma dla całego obwodu.

Prawo Ohma dla całego obwodu- Natężenie prądu płynącego w zamkniętym obwodzie elektrycznym nierozgałęzionym jest wprost proporcjonalne do sumy algebraicznej napięć źródłowych występujących w tym obwodzi, a odwrotnie proporcjonalne do sumy rezystancji całego obwodu.

4. Opór wewnętrzny ogniwa. Prąd zwarcia.

Każde źródło rzeczywiste prądu stałego charakteryzuje się dwoma parametrami: siłą elektromotoryczną E oraz rezystancją wewnętrzną Rw. Rezystancja Rw charakteryzuje straty energii powstające w źródle, tzn. ilość energii elektrycznej zamienianej na rezystancji Rw na nieużyteczną energię cieplną. Tak więc napięcie na zaciskach źródeł rzeczywistych przy przepływie w obwodzie prądu jest mniejsze od siły elektromotorycznej źródła. Jeżeli do źródła napięcia podłączymy opór o rezystancji R=0 to w obwodzie będzie płynął prąd zwarciowy o wartości Iz = E/Rw. Ponieważ rezystancja wewnętrzna źródła napięcia jest bardzo mała więc prąd zwarciowy Iz będzie miał dużą wartość. Prąd zwarciowy ma niekorzystny wpływ na źródło napięcia i szybko powoduje rozładowanie ogniwa.

Obliczenia:

Mając daną wartość napięcia ogniwa Westona E_N obliczam siły elektromotoryczne badanych ogniw wg wzoru:

Aby wyznaczyć opór wewnętrzny stosuję pomocniczy schemat:

Tabela Pomiarowa:

Nazwa ogniwa	Wyznaczanie SEM ogniwa			Wyznaczanie oporu wewnętrznego ogniwa
		R [Ω]		E [V]	R' [Ω]	U0 [V]	RW [Ω]
Ogniwo Westona	4040		1,019	-----------	-----------	-----------
Ogniwo suche	E1	5440	1,37211881	4620	1,165292079	17,74892
		E2	5560	1,40238614	3510	0,885319307	58,40456

Rachunek błędów:

Wnioski:

Celem ćwiczenia jest pomiar siły elektromotorycznej i oporu wewnętrznego ogniwa metodą kompensacji. Napięcie, które jest mierzone na zaciskach ogniwa jest mniejsze od mierzonej siły elektromotorycznej. Winę za to ponosi opornik R=100Ω, który powoduje przepływ prądu i spadek napięcia na rezystancji R_W.

1

5

---