Nr ćwiczenia: 202	Data: 16.05.2014	Imię i nazwisko: Kamil Gajewski Oskar Garczyński	Wydział Fizyki Technicznej	Semestr: drugi	Grupa: nr lab: 5
Prowadzący:	Przygotowanie:	Wykonanie:	Ocena:

Temat ćwiczenia: Wyznaczanie siły elektromotorycznej ogniw metodą kompenensacji

1. Podstawy teoretyczne

Źródłami siły elektromotorycznej nazywamy urządzenia zdolne do wytwarzania różnic potencjałów pomiędzy dwoma punktami . Do źródeł SEM zaliczamy ogniwa , baterie i prądnice . Wewnątrz źródła ładunki dodatnie przemieszczają się w kierunku od potencjału ujemnego do potencjału dodatniego.

Zatem źródło SEM musi być zdolne do wykonywania pracy na zwiększenie energii ładunków , które do niego dopływają . Jeśli przeniesienie ładunku dq związane jest z wykonaniem pracy dW , wówczas SEM źródła prądu zdefiniowane jest następująco :

Jednostką SEM jest wolt .

Rzeczywiste źródła SEM posiadają opór wewnętrzny r.

Jeżeli ze źródła czerpiemy prąd i to różnica potencjałów Uz na zaciskach jest mniejsza od SEM :

Uz = - ri .

Do pomiaru SEM nie można więc użyć woltomierza ponieważ pobiera on pewną ilość prądu . SEM mierzy się metodą kompensacyjną . Schemat układu kompensacyjnego przedstawiony jest poniżej :

Stosując do tego układu II prawo Kirchhoffa (oczko abcd ) otrzymujemy :

.

Gdy w wyniku zmian oporów R1 i R2 osiągniemy wartość I2 = 0 wówczas powyższe równanie przyjmie postać :

.

Wstępnie w układzie wykorzystuje się wzorcowe ogniwo Westona , którego SEM wynosi 0=1.0183V .

Ogniwo Westona :

W drugiej części ćwiczenia ogniwo wzorcowe zastępuje się badanym ( SEM jest równe x ). W analogiczny sposób otrzymujemy równanie :

.

SEM nieznanego ogniwa :

.

• Wyniki pomiarów

OGNIWO WZORCOWE	OGNIWO BADANE
R1	R2
1744,6	6255,4
2180,1	7819,9
2615,4	9384,6

• Obliczenia

5. Siła elektromotoryczna ogniwa badanego

.ε₀=1, 0183 V (wielkosc stala)

$\mathbf{\varepsilon}\mathbf{x}\mathbf{=}1,0183\mathbf{*\ }\frac{6330}{1744,6}\mathbf{\approx}\mathbf{3,694738\ V}$ ± 0, 0016

$\mathbf{\varepsilon}\mathbf{x}\mathbf{=}1,0183\mathbf{*\ }\frac{7913}{2180,1}\mathbf{\ \approx}\mathbf{3,696073\ V}$ ± 0, 0015

$\mathbf{\varepsilon}\mathbf{x}\mathbf{=}1,0183\mathbf{*\ }\frac{9495}{2615,4}\mathbf{\ \approx}\mathbf{3,696856\ V}$ ± 0, 0043

= 3,695889 [V]

Błąd liczymy ze wzoru:

przy czym ΔR zależy od wartości R i obliczamy ją korzystając z poniższej tabelki:

R [Ω]	1000	100	10	1	0,1
Δ R [Ω]	0,05%	0,05%	0,05%	0,1%	0,5%

Ω	8000	10000	12000
Δ Ex	0,001620902	0,001469692	0,004227366

• Dyskusja błędów

Błąd wyznaczenia siły elektromotoryczenej okazał się bardzo niewielki.

• Wnioski

Pomiar okazał być się dość dokładny ze względu na niewielką ilość parametrów (mierzymy tylko opór). Dlatego też błąd pomiaru jest stosunkowo niewielki.