Nr cwicz. 202	Data:		Wydz. Arch. Bud. i Inż. Środ.	Semestr	Grupa
mgr inż.			Przygotowanie:	Wykonanie:	Ocena ostat. :

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 . Jeden z zacisków źródła jest dodatni, a drugi ujemny, odpowiednio do ich potencjałów elektrycznych. W obwodzie na zewnątrz źródła ładunki dodatnie poruszają się od bieguna dodatniego do ujemnego, gdzie osiągają najmniejszą wartość energii potencjalnej. 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. Zgodnie z drugim prawem Kirchhoffa, suma wszystkich spadków potencjałów w dowolnym obwodzie zamkniętym jest równa zeru.

Uz = - ri

Do pomiaru SEM nie można więc użyć woltomierza ponieważ jego działanie polega na przepływie prądu pobieranego z mierzonego źródła. 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 :

Tabela pomiarowa oraz obliczenia:

L.p.	ogniwo wzorcowe (ogniwo Westona)				suma R1 i R2[Ω]
		R1 [Ω]	ΔR1 [Ω]*	R2 [Ω]		ΔR2 [Ω]*
1	1606	0,29	6394	0,25	8000
2	2020	0,26	8000	0,29	10020
3	2405	0,27	9595	0,28	12000

L.p.	ogniwo badane				suma R1 i R2[Ω]
		R'1 [Ω]	Δ R'1 [Ω]*	R'2 [Ω]		Δ R'2 [Ω]*
1	2360	0,29	5640	0,27	8000
2	2956	0,26	7064	0,29	10020
3	3540	0,27	8460	0,27	12000

* Błędy systemetyczne urządzenia obliczyłem ze wzoru (indeksy dolne oznaczają rodzaj pokrętła, za pomocą którego uzyskiwałem żądany opor):

ΔR = ΔR₁ + ΔR₁₀ + ΔR₁₀₀ + ΔR₁₀₀₀

Obliczenia oraz wzory:

W celu obliczenia siły elektromotorycznej badanego ogniwa korzystam ze wzoru:

, gdzie
= 1,0183 V (SEM ogniwa Westona)

R1[Ω]	R^'1 [Ω]	εx [V]	Δεx [V]	εx śr[V]
1606	2360	1,49	0,00075	1,50
2020	2956	1,50	0,00061
2405	3540	1,50	0,00051

Rachunek błędu:

Wyznaczam Δε_x korzystając z różniczki zupełnej

Wnioski:

SEM badanego ogniwa wynosi
.

1

---