Nr ćwicz. 202 |
Data
|
Paweł Matuszak |
wydział elektryczny |
Semestr II |
E9 1 |
mgr Janusz Rzeszutek |
przygotowanie: |
wykonanie: |
ocena: |
||
Wyznaczanie siły elektromotorycznej ogniw metodą kompenensacji
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:
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 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.
W drugiej części ćwiczenia ogniwo wzorcowe zastępuje się badanym (SEM jest równe x). W analogiczny sposób otrzymujemy równanie: 
.
SEM nieznanego ogniwa liczymy ze wzoru: 
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% |
Pomiary
R1 + R2 [Ω] |
R1 [Ω] |
Δ R1 [Ω] |
R'1 [Ω] |
Δ R'1 [Ω] |
x [V] |
Δx [V] |
8000 |
1606,10 |
0,81 |
2361,20 |
1,18 |
1,49705 |
0,00151 |
10000 |
2008,40 |
1,01 |
2952,60 |
1,48 |
1,49703 |
0,00151 |
12000 |
2408,90 |
1,22 |
3541,40 |
1,78 |
1,49704 |
0,00152 |
= 1,49704 [V]
= 0,000008 [V]
= 0,001514 [V]
= 0,0000044 [V]
Wynik: x = 1,49704 ± 0,001514 [V]
Wnioski
Uzyskane wyniki mieszczą się w błędzie. Błąd mógł być spowodowany przez błąd systematyczny pomiaru oporu jak również przez subiektywny pomiar wychylenia wskazówki galwanometru. Można wnioskować, że ćwiczenie zostało wykonane poprawnie.
Wyszukiwarka