Poprawa:
U [V] | I0 [mA] | I0 [A] | r0 [cm] | rx [cm] | Ix [A] | P [W] | η [cd/W] | W |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
35 | 18,7 | 0,187 | 70,9 | 9 | 0,003013 | 6,545 | 0,00046 | 0,016114 |
50 | 23,4 | 0,234 | 67,4 | 12,3 | 0,007793 | 11,7 | 0,000666 | 0,033304 |
65 | 27,7 | 0,277 | 62,8 | 16,9 | 0,02006 | 18,005 | 0,001114 | 0,072419 |
80 | 31,5 | 0,315 | 58,5 | 21,2 | 0,041369 | 25,2 | 0,001642 | 0,131329 |
95 | 35,1 | 0,351 | 54,6 | 25,1 | 0,074177 | 33,345 | 0,002225 | 0,21133 |
110 | 38,5 | 0,385 | 51,3 | 28,4 | 0,117995 | 42,35 | 0,002786 | 0,30648 |
125 | 41,7 | 0,417 | 48,2 | 31,5 | 0,1781 | 52,125 | 0,003417 | 0,427098 |
140 | 44,8 | 0,448 | 45,5 | 34,2 | 0,253109 | 62,72 | 0,004036 | 0,564975 |
155 | 47,7 | 0,477 | 42,4 | 37,3 | 0,369151 | 73,935 | 0,004993 | 0,773902 |
170 | 50,4 | 0,504 | 40,3 | 39,4 | 0,48174 | 85,68 | 0,005623 | 0,955834 |
185 | 53 | 0,53 | 39 | 40,7 | 0,577212 | 98,05 | 0,005887 | 1,08908 |
199,9 | 55,6 | 0,556 | 35,2 | 44,5 | 0,888607 | 111,1444 | 0,007995 | 1,598213 |
Obliczenia:
Ix = ( rx2/r02)*I0 Io=1 !!!!!!!!! poprawić we wzorze tylko tym dolnym
Ix1 = (70,92/92)* 0,187 = 0,003013 A
Ix2 = (67,42/16,92)* 0,234 = 0,007793 A
Ix3 = (62,82/92)* 0,277 = 0,02006 A
Ix4 = (58,52/21,22)* 0,315 = 0,041369 A
Ix5 = (54,62/25,12)* 0,351 = 0,074177 A
Ix6 = (51,32/28,42)* 0,385 = 0, 117995 A
Ix7 = (48,22/31,52)* 0,417 = 0,1781 A
Ix8 = (45,52/34,22)* 0,448 = 0,253109 A
Ix9 = (42,42/37,32)* 0,477 = 0,369151 A
Ix10 = (40,32/39,42)* 0,504 = 0,48174 A
Ix11 = (392/40,72)* 0,53 = 0,577212 A
Ix12 = (35,22/44,52)* 0,556 = 0,888607 A
W = Ix/I0
W1 = 0,003013/0,187 = 0,016114
W2 = 0,007793/0,234 = 0,033304
W3 = 0,02006/0,277 = 0,072419
W4 = 0,041369/0,315 = 0,131329
W5 = 0,074177/0,351 = 0,21133
W6 = 0,117995/0,385 = 0,30648
W7 = 0,1781/0,417 = 0,427098
W8 = 0,253109/0,443 = 0,564975
W9 = 0,36951/0,477 = 0,773902
W10 = 0,48174/0,504 = 0,955834
W11 = 0,577212/0,53 = 1,08908
W12 = 0,888607/0,556 = 1,598213
P = I0 * U
P1 = 0,187 * 35 = 6,545 W
P2 = 0,234 * 50 = 11,7 W
P1 = 0,277 * 65 = 18,005 W
P2 = 0,315 * 80 = 25,2 W
P1 = 0,351 * 95 = 33,345 W
P2 = 0,385 * 110 = 42,35 W
P1 = 0,417 * 125 = 52,125 W
P2 = 0,448 * 140 = 62,72 W
P1 = 0,477 * 155 = 73,935 W
P2 = 0,504 * 170 = 85,68 W
P1 = 0,53 * 185 = 98,05 W
P2 = 0,556 * 199,9 = 111,14 W
η = Ix/P
η1 = 0,003013 * 6,545 = 0,00046 cd/W
η2 = 0,007793 * 11,7 = 0,000666 cd/W
η3 = 0,02006 * 18,005 = 0,001114 cd/W
η4 = 0,041369 * 25,2 = 0,001642 cd/W
η5 = 0,074177 * 33.345 = 0,002225 cd/W
η6 = 0,117995 * 42,35 = 0,002786 cd/W
η7 = 0,1781* 52,125 = 0,003417 cd/W
η8 = 0,253109 * 62,72 = 0,004036 cd/W
η9 = 0,369151 * 73,935 = 0,004993 cd/W
η10 = 0,48174 * 85,68 = 0,005623 cd/W
η11 = 0,577212 * 98,05 = 0,005887 cd/W
η12 = 0,888607 * 111,14 = 0,007995 cd/W
Obliczanie niepewności całkowitej pomiaru:
u (P) = $\sqrt{({I*u(U))}^{2} + \ {(U*\ u(I))}^{2}}$
u (P1) = $\sqrt{(0,187\ *\ 0,03\ )^{2} + \ {(35\ *\ 0,03\ )}^{2}}$ = 1,05 W
u (P2) = $\sqrt{(0,234\ *\ 0,03\ )^{2} + \ {(50\ *\ 0,03\ )}^{2}}$ = 1,50 W
u (P3) = $\sqrt{(0,277\ *\ 0,03\ )^{2} + \ {(65\ *\ 0,03\ )}^{2}}$ = 1,95 W
u (P4) = $\sqrt{(0,315\ *\ 0,03\ )^{2} + \ {(80\ *\ 0,03\ )}^{2}}$ = 2,40 W
u (P5) = $\sqrt{(0,351\ *\ 0,03\ )^{2} + \ {(95\ *\ 0,03\ )}^{2}}$ = 2,85 W
u (P6) = $\sqrt{(0,385\ *\ 0,03\ )^{2} + \ {(110\ *\ 0,03\ )}^{2}}$ = 3,30 W
u (P7) = $\sqrt{(0,417\ *\ 0,03\ )^{2} + \ {(125\ *\ 0,03\ )}^{2}}$ = 3,75 W
u (P8) = $\sqrt{(0,448\ *\ 0,03\ )^{2} + \ {(140\ *\ 0,03\ )}^{2}}$ = 4,20 W
u (P9) = $\sqrt{(0,477\ *\ 0,03\ )^{2} + \ {(155\ *\ 0,03\ )}^{2}}$ = 4,65 W
u (P10) = $\sqrt{(0,504\ *\ 0,03\ )^{2} + \ {(170\ *\ 0,03\ )}^{2}}$ = 5,10 W
u (P11) = $\sqrt{(0,530\ *\ 0,03\ )^{2} + \ {(185\ *\ 0,03\ )}^{2}}$ = 5,55 W
u (P12) = $\sqrt{(0,556\ *\ 0,03\ )^{2} + \ {(199,9*\ 0,03\ )}^{2}}$ = 6,00 W
u (W) = $\sqrt{({\frac{1}{I_{0}}\ u(I_{X}))}^{2} + \ {(\frac{- I_{x}}{{I_{0}}^{2}}\ u(I_{0}))}^{2}}$
u (W1) = $\sqrt{({\frac{1}{0,187}*0,03)}^{2} + \ {(\frac{- 0,003013}{{0,187}^{2}}*0,03)}^{2}}$ = 5,35
u (W2) = $\sqrt{({\frac{1}{0,234}*0,03)}^{2} + \ {(\frac{- 0,007793}{{0,234}^{2}}*0,03)}^{2}}$ = 4,28
u (W3) = $\sqrt{({\frac{1}{0,277}*0,03)}^{2} + \ {(\frac{- 0,02006}{{0,277}^{2}}*0,03)}^{2}}$= 3,62
u (W4) =$\sqrt{({\frac{1}{0,315}*0,03)}^{2} + \ {(\frac{- 0,041369}{{0,315}^{2}}*0,03)}^{2}}$= 3,20
u (W5) = $\sqrt{({\frac{1}{0,351}*0,03)}^{2} + \ {(\frac{- 0,074177}{{0,351}^{2}}*0,03)}^{2}}$= 2,91
u (W6) = $\sqrt{({\frac{1}{0,385}*0,03)}^{2} + \ {(\frac{- 0,117995}{{0,385}^{2}}*0,03)}^{2}}$=2,72
u (W7) = $\sqrt{({\frac{1}{0,417}*0,03)}^{2} + \ {(\frac{- 0,1781}{{0,417}^{2}}*0,03)}^{2}}$= 2,61
u (W8) = $\sqrt{({\frac{1}{0,448}*0,03)}^{2} + \ {(\frac{- 0,253109}{{0,448}^{2}}*0,03)}^{2}}$= 2,56
u (W9) = $\sqrt{({\frac{1}{0,477}*0,03)}^{2} + \ {(\frac{- 0,369151}{{0,477}^{2}}*0,03)}^{2}}$= 2,65
u (W10) = $\sqrt{({\frac{1}{0,504}*0,03)}^{2} + \ {(\frac{- 0,48174}{{0,504}^{2}}*0,03)}^{2}}$= 2,74
u (W11) = $\sqrt{({\frac{1}{0,530}*0,03)}^{2} + \ {(\frac{- 0,577212}{{0,530}^{2}}*0,03)}^{2}}$= 2,79
u (W12) = $\sqrt{({\frac{1}{0,556}*0,03)}^{2} + \ {(\frac{- 0,888607}{{0,556}^{2}}*0,03)}^{2}}$ = 3,39
u (Ix) = $\sqrt{({\frac{2*r_{x}*I_{0}}{{r_{0}}^{2}}*u(r_{x}))}^{2} + \ {(\frac{{r_{x}}^{2}}{{r_{0}}^{2}}*u(I_{0}))}^{2}} + {(\frac{- 2{r_{x}}^{2}I_{0}}{{r_{0}}^{3}}*u(r_{0}))}^{2}$
u (r0) = $\sqrt{\frac{{(er_{0})}^{2} + {(dr_{0})}^{2}}{3}}$ = $\sqrt{\frac{{(0,1)}^{2} + {(0,2)}^{2}}{3}}$ = 0,13 cm
u (rx) = $\sqrt{\frac{{(er_{0})}^{2} + {(dr_{0})}^{2}}{3}}$ = $\sqrt{\frac{{(0,1)}^{2} + {(0,2)}^{2}}{3}}$ = 0,13 cm
u (Ix1) = $\sqrt{({\frac{2*9*0,187}{{70,7}^{2}}*0,13)}^{2} + \ {(\frac{9^{2}}{{70,7}^{2}}*0,03)}^{2}} + {(\frac{- 2*9^{2}*0,187}{{70,7}^{3}}*0,13)}^{2}$ = 0,000494 A
u (Ix2) = $\sqrt{({\frac{2*12,3*0,234}{{67,4}^{2}}*0,13)}^{2} + \ {(\frac{{12,3}^{2}}{{67,4}^{2}}*0,03)}^{2}} + {(\frac{- 2*{12,3}^{2}*0,234}{{67,4}^{3}}*0,13)}^{2}$ = 0,00101 A
u (Ix3) = $\sqrt{({\frac{2*16,9*0,277}{{62,8}^{2}}*0,13)}^{2} + \ {(\frac{{16,9}^{2}}{{62,8}^{2}}*0,03)}^{2}} + {(\frac{- 2*{16,9}^{2}*0,277}{{62,8}^{3}}*0,13)}^{2}$ = 0,00220 A
u (Ix4) = $\sqrt{({\frac{2*21,2*0,315}{{58,5}^{2}}*0,13)}^{2} + \ {(\frac{{21,2}^{2}}{{58,5}^{2}}*0,03)}^{2}} + {(\frac{- 2*{21,2}^{2}*0,315}{{58,5}^{3}}*0,13)}^{2}$ = 0,00398 A
u (Ix5) = $\sqrt{({\frac{2*25,1*0,351}{{54,6}^{2}}*0,13)}^{2} + \ {(\frac{{25,1}^{2}}{{54,6}^{2}}*0,03)}^{2}} + {(\frac{- 2*{25,1}^{2}*0,351}{{54,6}^{3}}*0,13)}^{2}$ = 0,00640 A
u (Ix6) = $\sqrt{({\frac{2*28,4*0,385}{{51,3}^{2}}*0,13)}^{2} + \ {(\frac{{28,4}^{2}}{{51,3}^{2}}*0,03)}^{2}} + {(\frac{- 2*{28,4}^{2}*0,385}{{51,3}^{3}}*0,13)}^{2}$ = 0,00928 A
u (Ix7) = $\sqrt{({\frac{2*31,5*0,417}{{48,2}^{2}}*0,13)}^{2} + \ {(\frac{{31,5}^{2}}{{48,2}^{2}}*0,03)}^{2}} + {(\frac{- 2*{31,5}^{2}*0,417}{{48,2}^{3}}*0,13)}^{2}$ = 0,012933 A
u (Ix8) = $\sqrt{({\frac{2*34,2*0,448}{{45,5}^{2}}*0,13)}^{2} + \ {(\frac{{34,2}^{2}}{{45,5}^{2}}*0,03)}^{2}} + {(\frac{- 2*{34,2}^{2}*0,448}{{45,5}^{3}}*0,13)}^{2}$ = 0,017119 A
u (Ix9) = $\sqrt{({\frac{2*37,3*0,477}{{42,4}^{2}}*0,13)}^{2} + \ {(\frac{{37,3}^{2}}{{42,4}^{2}}*0,03)}^{2}} + {(\frac{- 2*{37,3}^{2}*0,477}{{42,4}^{3}}*0,13)}^{2}$ = 0,023469 A
u (Ix10) = $\sqrt{({\frac{2*39,4*0,504}{{40,3}^{2}}*0,13)}^{2} + \ {(\frac{{39,4}^{2}}{{40,3}^{2}}*0,03)}^{2}} + {(\frac{- 2*{39,4}^{2}*0,504}{{40,3}^{3}}*0,13)}^{2}$ = 0,029018 A
u (Ix11) = $\sqrt{({\frac{2*40,7*0,530}{39^{2}}*0,13)}^{2} + \ {(\frac{{40,7}^{2}}{39^{2}}*0,03)}^{2}} + {(\frac{- 2*{40,7}^{2}*0,530}{39^{3}}*0,13)}^{2}$ = 0,033104 A
u (Ix12) = $\sqrt{({\frac{2*44,5*0,556}{35,2}*0,13)}^{2} + \ {(\frac{44,5}{{35,2}^{2}}*0,03)}^{2}} + {(\frac{- 2*{44,5}^{2}*0,556}{{35,2}^{3}}*0,13)}^{2}$ = 0,048671
Wnioski :
Fotometr to przyrząd służący do porównywania natężeń dwóch źródeł światła. Dzięki niemu znając natężenie źródła świata oraz odległości między nimi można bez problemu wyznaczyć natężenie badanego światła; co zostało przedstawiono w powyższym doświadczeniem. Mając dane natężenie wzorcowe oraz odległości między nimi i przyrządem wyznaczyliśmy natężenie badanej żarówki, jej moc i sprawność.
Błędy pomiarowe, które powstały mogły wynikać zarówno z niewłaściwego odczytu (błędu popełnianego przez eksperymentatora) jak i niedokładności mierników oraz także z faktu, że żarówka nie wykazywała zbytniej reakcji na niskie napięcia dopiero przy wyższych zaczęła reagować. Duży wpływ na wielkość błędu miał fakt, że błąd pomiaru odległości jest znacznie większy niż dokładność skali przymiaru milimetrowego.