Nr ćwiczenia	Data	Imię i Nazwisko	Wydział	Semestr	Grupa 1
202	19.03.2012	Marek Szymański	Elektryczny	1	E-7
Prowadzący Mgr. R.Kaczmarek			Przygotowanie: Marek Szymański	Wykonanie: Marek Szymański	Ocena: ……….

Temat : 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 e zdefiniowane jest następująco :

Jednostką SEM jest wolt .

Rzeczywiste źródła SEM posiadają opór wewnętrzny r.

Jeżeli ze źródła czerpiemy prąd i to różnica potencjałów Uz na zaciskach jest mniejsza od SEM :

Uz = e - 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 (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 e0=1.0183V .

Ogniwo Westona :

W drugiej części ćwiczenia ogniwo wzorcowe zastępuje się badanym ( SEM jest równe ex ). W analogiczny sposób otrzymujemy równanie :

.

SEM nieznanego ogniwa :

Pomiary

12000
Dla ogniwa Westona	R1=3073,1
		R2=8926,9
	Dla baterii	R1=2602,1
		R2=9397,9
8000
Dla ogniwa Westona	R1=2048,6
		R2=5951,4
	Dla baterii	R1=1734,9
		R2=6265,1
14000
Dla ogniwa Westona	R1=3585,1
		R2=10414,9
	Dla baterii	R1=3037,2
		R2=10963,8

Wyznaczamy siłę elektromotoryczną
.gdzie
= 1,0183V

Dla 12000

.
=
=0.8622V

Dla 8000

.
=
=0.8625V

Dla 14000

.
=
=0.8626V

Średnia arytmetyczna:

Odchylenie standardowe:

Błędy pomiarów (przyjmowana dokładność: 0,05%):

R1 + R2	R1	ΔR1	R1'	ΔR1'	E	ΔE
[Ω]	[Ω]	[Ω]	[Ω]	[Ω]	[V]	[V]
12000	3073,1	1,53655	2602,1	1,30105	0,86223	0,0002652
8000	2048,1	1,02405	1734,9	0,86745	0,862579	-0,0000843
14000	3585,1	1,79255	3037,2	1,5186	0,862676	-0,0001813

_x = 0,862 ± 0,0002 [V]

Wnioski

Obliczona wartość siły elektromotorycznej odbiega od wielkości badanej, która wynosiła 1,5V.

Na nieprawidłowość pomiaru może mieć wpływ błąd systematyczny, które może wywołać badane ogniwo - bateria. Urządzenie jest mocno eksploatowane przez innych wykonujących to ćwiczenia. Przyczyną mogą być tez nieprawidłowo odczytane pomiary.

---