Kinga Mazgaj 02.03.2006

I RAT grupa A

SPRAWOZDANIE 1.

Pomiar siły elektromotorycznej ogniwa.

1. Wprowadzenie.

Ogniwem gawalniczym nazywamy urządzenie, w którym następuje zamiana energii chemicznej na energię prądu stałego. Zazwyczaj składa się ono z dwóch elektrod zanurzonych w roztworze elektrolitu. W wyniku reakcji dysocjacji zachodzącej w elektrolicie, elektrody uzyskują różne potencjały elektryczne, a więc powstaje pomiędzy nimi napięcie elektryczne, zwane siłą elektromotoryczną ogniwa:

Przepływający w obwodzie prąd elektryczny pokonuje na swej drodze zarówno opór zewnętrzny R, jak i opór wewnętrzny ogniwa R_w.

I prawo Kirchhoffa dla takiego obwodu przyjmuje postać:

W praktyce najczęściej nie jest mierzona siła elektromotoryczna ogniwa, lecz napięcie na jego zewnętrznych zaciskach:

które jest równe spadkowi potencjału na oporze zewnętrznym:

Siła elektromotoryczna jest zazwyczaj większa od napięcia ogniwa. Te dwa napięcia są sobie równe, gdy w obwodzie nie płynie prąd elektryczny.

2. Doświadczenia.

Do wykonania doświadczenia użyliśmy dwóch różnych ogniw (B₁ i B₂), wskaźnik zera, zasilacz stabilizowany (
), opór suwakowy, źródło napięcia

wzorcowego (
).

1. Po uprzednim zestawieniu obwodu zgodnie ze schematem, przesuwaliśmy suwak tak, aby przez wskaźnik nie płynął prąd. Odczytaliśmy położenie suwaka dla badanych ogniw B₁ i B_{2 ,} które wynosiło kolejno:

2. Zgodnie ze wzorem
   obliczamy siłę elektromotoryczną ogniwa B₁ i B₂, oraz niepewność pomiarową metodą różniczki zupełnej:

Dane:

Obliczenia dla ogniwa B₁ :

Obliczenia dla ogniwa B₂:

Obliczenia dla ogniw B₁ i B₂ połączonych równolegle:

Obliczenia dla ogniw B₁ i B₂ połączonych szeregowo:

3. Wnioski.

Mierzyliśmy dwa ogniwa galwaniczne, które posiadały taką samą pojemność oraz takie same napięcia. Wyniki pomiarów były prawie identyczne. Różnice mogą wynikać między innymi z niedokładności przyrządów, ich wyeksploatowania, błędów paralaksy, lub nierównej pojemności (jedno z ogniw było bardziej rozładowane). Doświadczenie pokazało nam, iż ogniwa połączone równolegle nie zwiększają napięcia płynącego z baterii, ale zwiększają ich pojemność (wydłużają czas pracy urządzenia, które czerpie prąd z ogniw). Natomiast połączenie szeregowe zwiększa napięcie ogniw (jest sumą napięć poszczególnych baterii). Ogniwa gawalnicze mają bardzo szerokie zastosowanie np. akumulatory samochodowe, baterie w telefonach komórkowych, notebookach, palmtopach, oraz we wszelkich urządzeniach bezprzewodowych.

---