2. Pomiary

a) Błędy:

ΔU=1V

ΔI=1mA

Δr=1mm

b) Tabela pomiarów:

Lp	U(V)	I [mA]	rw [cm]	rx [cm]	P[W]	rwśr [cm]	rxśr [cm]	Ir		P
1	200	169	78,8	71,2	33,8	79,93	70,08	0,76871	0,02274	0,369	0,001218
2	200	169	80,2	69,8	33,8
3	200	169	80,1	69,9	33,8
4	200	169	80,6	69,4	33,8
5	180	159	89	61	28,62							88,38	61,63	0,48624	0,01699	0,339	0,000936
6	180	159	86,5	63,5	28,62
7	180	159	88,6	61,4	28,62
8	180	159	89,4	60,6	28,62
10	160	150	97	53	24							96,13	53,88	0,31412	0,01309	0,31	0,000758
11	160	150	95	55	24
12	160	150	95,7	54,3	24
13	160	150	96,8	53,2	24
15	140	140	105,7	44,3	19,6							104,95	45,05	0,18426	0,00940	0,28	0,000597
16	140	140	106,1	43,9	19,6
17	140	140	104	46	19,6
18	140	140	104	46	19,6
21	120	128	113,8	36,2	15,36							114,08	35,93	0,09918	0,00646	0,248	0,000473
22	120	128	114	36	15,36
23	120	128	114	36	15,36
24	120	128	114,5	35,5	15,36
25	100	117	123,3	26,7	11,7							123,40	26,60	0,04647	0,00174	0,217	0,000363
26	100	117	123,4	26,6	11,7
27	100	117	123,4	26,6	11,7
28	100	117	123,5	26,5	11,7

3. Przebieg ćwiczenia

1. Żarówkę wzorcową podłączyć do źródła o ustalonym napięciu, a żarówkę badaną do źródła o napięciu regulowanym.

2. Ustawić fotometr w położeniu około 1/5 odległości między żarówkami, bliżej żarówki badanej, a następnie dobrać napięcie wyjściowe autotransformatora, tak, aby uzyskać równe oświetlenie pól w fotometrze. Odczytać napięcie na żarówce i natężenie prądu.

3. Wykonać serię próbną - trzy pomiary położenia fotometru, każdorazowo „psute” i ustawiane na nowo - i ocenić potrzebę zwiększania serii pomiarowej. Wynik analizy tej serii stosować do wszystkich pozostałych napięć na żarówce.

4. Zwiększać napięcie i na każdej wartości ustawiać fotometr. Odczytać napięcie i natężenie prądu.

5. Dla każdego napięcia obliczyć moc pobieraną przez żarówkę i światłość względną żarówki na podstawie odpowiedniego wzoru.

6. Obliczyć błąd mocy i błąd światłości.

7. Sporządzić wykres zależności wydajności świetlnej (względnej) od pobieranej mocy.

8. Nanieść prostokąty błędów.

4. Obliczenia przykładowe:

błędy:

ΔU=1V

ΔI=1mA

Δr=1mm

ΔP= ΔU*I+ ΔI*U

ΔP=1V*169mA+1mA*200V

ΔP=369mW=0,369W

Wykres:

P

Wnioski:

Wydajność świetlna żarówki jest określona zależnością liniową (wykres dołączony do sprawozdania), co wynika ze wzoru na moc prądu: P = U * I, gdzie zmieniają się obie wartości, zarówno napięcie prądu jak i jego natężenie. Im większa jest pobierana moc przez żarówkę, tym jej sprawność jest większa. Równomierność oświetlenia dwóch powierzchni oceniana "na oko" jest mało dokładną metodą pomiarową, dlatego każdy pomiar powtarzałem pięć razy, każdorazowo rozregulowując fotometr. Dzięki temu uzyskana wartość średnia odległości fotometru od żarówki badanej i wzorcowej jest stosunkowo dokładna. Obliczając sprawność świetlną żarówki wszystkie te wielkości wystąpiły we wzorze, więc również błędy sumowały się - stąd błąd jest stosunkowo duży.

Ponadto samo prawo Lamberta powinno być stosowane do źródeł punktowych, dlatego obliczona wartość światłości względnej Ir jest obarczona pewnym niewielkim błędem.

Mimo tego widać wyraźnie, że :

a) światłość względna żarówki Ir rośnie wraz ze wzrostem napięcia V

b) sprawność świetlna rośnie wraz ze wzrostem mocy P pobieranej przez żarówkę badaną.

P

---