Chowaniec Aleksander 01.04.1996r

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 40

Temat: Zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne. Wyznaczanie charakterystyki fotooporu.

Zagadnienia do samodzielnego opracowania:

1. Zjawisko fotoelektryczne jako wynik oddziaływania światła z materią.

2. Prawa zjawiska fotoelektrycznego.

3. Zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne.

Wykonanie ćwiczenia:

1. Połączyć układ według schematu:

2. Ustawić źródło światła w odległości ok. 0.2 m od fotooporu, sprawdzić czy fotoopór reaguje na oświetlenie.

3. Przy stałej wartości mapięcia zasilającego ustalonego przez nas na poziomie 90V przeprowadziliśmy pomiar zależności natężenia prądu od odległości fotooporu od źródła światła I = f ( r ) . W tym celu zmienialiśmy położenie fotooporu w zakresie od 1m do 0.2m notując jednocześnie natężenie prądu dla wybranych punktów pomiarowych.

4. Oszacowaliśmy błędy pomiarów Δr oraz ΔI.

5. Wykonaliśmy na papierze milimetrowym wykres zależności prądu od kwadratu odwrotności odległości źródła światła od fotooporu I = ( 1 / r² ).Na wykresie zaznaczono błędy ΔI oraz Δ( 1 / r² ) .

U	r	I	ΔU	ΔI
[ V ]	[ m ]	[ mA ]	[ V ]	[ mA ]
90	1.0	1.5	0.75	0.15
90	0.9	1.75	0.75	0.15
90	0.8	2.2	0.75	0.15
90	0.7	2.7	0.75	0.15
90	0.6	3.4	0.75	0.15
90	0.5	4.45	0.75	0.15
90	0.4	6.6	0.75	0.15
90	0.3	11	0.75	0.15
90	0.2	24.6	0.75	0.15

Błędy mierników :

bezwzględny :

gdzie k - klasa dokładności miernika

ZP - zakres pomiarowy miernika

Błąd pomiaru napięcia :

Błąd pomiaru prądu :

Błąd pomiaru odległości Δr oraz Δ(1/r²) dla trzech wybranych punktów pomiarowych :

Δr = 0.001m

Δr = 0.2m (1 /r²)= 1 / 0.2² = 25

r₁ = 0.201m (1 /r₁²) = 24.75 Δ(1 /r₁²) = (1 /r²) - (1 /r₂²) = 0.25

r₂ = 0.199m (1 / r₂²) = 25.25 Δ(1 /r²₂) = (1 /r₂²) - (1 /r²) = 0.25

Δ(1/r²) = + 0.25

Δr = 0.3m (1 /r²)= 1 / 0.3² = 11.11

r₁ = 0.301m (1 /r₁²) = 11.03 Δ(1 /r₁²) = (1 /r²) - (1 /r₂²) = 0.08

r₂ = 0.299m (1 / r₂²) = 11.18 Δ(1 /r²₂) = (1 /r₂²) - (1 /r²) = 0.07

Δ(1/r²) = + 0.075

Δr = 0.9m (1 /r²)= 1 / 0.9² = 1.2345

r₁ = 0.901m (1 /r₁²) = 1.2318 Δ(1 /r₁²) = (1 /r²) - (1 /r₂²) = 0.0027

r₂ = 0.899m (1 / r₂²) = 1.2373 Δ(1 /r²₂) = (1 /r₂²) - (1 /r²) = 0.0028

Δ(1/r²) = + 0.00275

Wnioski :

Prąd przepływający przez fotorezystor jest ściśle powiązany z odległością źródła światła oświetlającego go. Na błąd pomiary prądu płynącego w obwodzie fotorezystora mają wpływ wachania natężenia światła w zależności od odległości źródła światła od fotorezystora. Błędy te powodują że wykres zależności natężenia fotoprądu od odległości nie będzie zgodny z krzywą teoretyczną tj. I = (const/r²). Bardzo ważną rzeczą jest przy pomiarach fotoprądu dobre ustawienie źródła światła, wiązka padająca powinna maksymalnie oświeylać fotoopór przy maksymalnej odległości. Obok wymienionych, na błędy pomiarów matężenia prądu ΔI, napięcia ΔU wpłynie także klasa przyrządów.

220V

zasilacz

dzielnik

napięcia

V

mA

FR

światło

---