POLITECHNIKA ŚLĄSKA

W KATOWICACH

WYDZIAŁ IMiM

Kierunek: ZIP

Rok akademicki 2009/10

Ćwiczenie nr8:

BADANIE ZALEŻNOŚCI SIŁY ELEKTROMOTORYCZNEJ OGNIWA OD OBCIĄŻENIA. PRAWA KIRCHHOFFA PRĄDU STAŁEGO.

Grupa ZIP21

Sekcja 10

Bartczak Tomasz

Straszak Bartosz

Katowice 2009

PRZEBIEG ĆWICZENIA:

1. Zmontować układ pomiarowy wg schematu.

2. Zamknąć wyłącznik K. Ustawić dowolną wartość regulowanego oporu R i zmierzyć napięcie na zaciskach ogniwa oraz natężenie prądu płynącego w obwodzie.

3. Pomiary opisane w pkt.1 powtórzyć kilkunastokrotnie dla różnych wartości oporu R, tak aby wartość natężenia rejestrowanego prądu zmieniała się od wartości maksymalnej do zera. Zanotować zakresy pomiarowe i klasy użytych mierników.

Otrzymane wyniki :

R[Ω]	U [V]	I [mA]
40000	9,2	0,27
50000	9,4	0,23
60000	9,6	0,20
70000	9,6	0,18
80000	9,8	0,16
90000	9,8	0,15
100000	10,0	0,13

Obliczenie niepewności dla otrzymanych wyników :

Amperomierz: kl = 1 , zakres = 0,3 mA

Woltomierz kl = 1 , zakres = 10 V

Opornik kl = 0,05 , zakres = 99999,9 Ω

dla amperomierza :

dla woltomierza :

dla opornika

Wykres zależności mierzonego napięcia U od natężenia pobieranego prądu J - wykres 1

Obliczenie metodą najmniejszych kwadratów współczynników kierunkowych prostej aproksymującej wykres zależności mierzonego napięcia U od natężenia pobieranego prądu J:

0,40159

0,07787

Prosta aproksymująca ma postać :

U = -5,5·I + 10,65

Powołując się na PRAWO OHMA
wyznaczam rezystancję wewnętrzną r_w badanego fotoogniwa, która jest stosunkiem napięcia do natężenia, czyli tg kąta nachylenia prostej aproksymującej do osi Y, a której wartość wynosi:

Wartość SEM równa jest napięciu na zaciskach ogniwa gdy nie płynie prąd w obwodzie zewnętrznym, czyli jest to napięcie przy natężeniu równym 0[A] i jest ona równa wartości współczynnika b prostej aproksymującej:

DANE DO WYKRESÓW P=UJ ORAZ P^'=(E-U)J:

P'=(E-U)J[mW]	P=UJ[mW]
0,393	2,48
0,288	2,16
0,211	1,92
0,190	1,73
0,137	1,57
0,128	1,47
0,085	1,30

Wyznaczenie niepewności wyników zaznaczonych na wykresie za pomocą różniczki zupełnej :

ΔP	ΔP'
0,0546	0,02264
0,0512	0,01924
0,0488	0,01684
0,0468	0,01484
0,0454	0,01344
0,0444	0,01244
0,0430	0,01104

Wnioski :

• Celem wykonanego przez nas ćwiczenia było badanie zależności siły elektromotorycznej ogniwa w zależności od obciążenia.

• Dokładność wykonanych pomiarów uwarunkowana była dokładnością dysponowanego przez nas sprzętu - mierników tj. woltomierza oraz amperomierza, oraz błędów przy odczycie tzw. zjawisko paralaksy.

---