Rok akademicki 1994/95	Laboratorium z fizyki
Nr ćwiczenia: 47	Charakterystyka fotoogniwa
Wydział: Elektronika Kierunek: El. i telek. Grupa: 1.3	Sośnicki Rafał Wojtek Stoltmann
Data wykonania 08.11.1994 rok	Ocena		Data zaliczenia	Podpis
	T
	S

Wykresy:

1. Wykres zależności napięcia i natężenia

U[v]

I[μA]

2. Wykres zależności natężenia światła i napięcia

U[v]

1/r²

Trzy wykresy na jednym (filtr zielony -góra, filtr czerwony - środek, filtr niebieski - dół)

1. Zasada pomiaru

A. Charakterystyka oświetleniowej fotoogniwa

Badano zależność prądu fotoelektrycznego od odległości r źródła światła. Obwód elektryczny układu jest przy pomiarze wyłączony.

- zestawiono układ pomiarowy zgodnie ze schematem,

- zmieniamy odległość r między lampą i fotoelementem odczytując każdorazowo opór przy filtrach czerwonym, zielonym i niebieskim.

B. Charakterystyka prądowo - napięciowa

Stopniowo zmniejszamy opór na oporniku od 100 Ω do 10 kΩ co 10 kΩ, a od 10 - 0 co 1 kΩ mierząc dla każdego oporu natężenie i napięcie.

2. Schemat układów pomiarowych

E

3. Ocena dokładności pojedyńczych pomiarów

Do pomiarów użyto:

a) opornik ΔR =1kΩ

b) miliamperomierz ΔI = 0.1 μA

c) podziałka do pomiaru odległości Δr = 0.5 cm

d) miliwoltomierz ΔU = 1 mV

4. Tabele pomiarowe

Tabela nr 1

Ucz [V]	Uz [V]	Un [V]	r [m]		Δ
0.247	0.259	0.146	0.20	25,000	1.250
0.238	0.251	0.137	0.22	20,661	0.940
0.229	0.242	0.129	0.24	17,361	0.734
0.221	0.234	0.122	0.26	14,793	0.576
0.213	0.225	0.115	0.28	12,755	0.465
0.205	0.217	0.109	0.30	11,111	0.381
0.198	0.209	0.103	0.32	9,766	0.313
0.191	0.202	0.097	0.34	8,651	0.266
0.185	0.194	0.092	0.36	7,716	0.223
0.178	0.187	0.088	0.38	6,925	0.192
0.173	0.180	0.083	0.40	6,250	0.166

Tabela nr 2.

I [μA]	U [V]	Rabc [kΩ]	P = U * I [W*10^-6]
2.4	0.239	100	0.5736
2.7	0.238	90	0.6426
3.0	0.236	80	0.7080
3.4	0.234	70	0.7956
3.9	0.231	60	0.9009
4.7	0.228	50	1.0716
5.7	0.223	40	1.2711
7.3	0.215	30	1.5695
10.0	0.200	20	2.0000
15.6	0.163	10	2.5428
16.4	0.156	9	2.5584
17.4	0.149	8	2.5926
18.4	0.141	7	2.5944
19.6	0.131	6	2.5676
20.9	0.120	5	2.5080
22.5	0.107	4	2.4075
23.9	0.091	3	2.1749
25.5	0.073	2	21.8615
27.2	0.052	1	1.4144
28.7	0.028	0	0.8036

5. Przykładowe obliczenia wyników pomiarów wielkości złożonej

Dla danych z tabeli nr 1 pozycja 3

P = U*I - wzór z tabeli nr 2 użyjto dla pozycji 2

P = 0.238*2.4*10^-6 = 0.6426*10^-6 W = 0.6426 μW

6. Rachunek błędów

Do obliczeń błędów wybrono metodę różniczki zupełnej ze względu na jej przydatność we wzorach, które tu stosuję. Metoda ta jest w tym przypadku szybsza od różniczki logarytmicznej.

Dla danych zawartych w tabeli nr 1

Błąd maksymalny mocy fotoogniwa obliczono za pomocą różniczki logarytmicznej

P = U * I

ln P = lnU * lnI

Dane z tabel nr 1.

Moc maksymalna fotoogniwa

P = 2.5944*10^-6 ± 3.25*10^-8 W = 2.5944 *10^-6 ± 0.033*10^-6 W = 2.5944 ± 0.033 μW

7. Zestawienie wyników pomiarów

Doświadczenie I

Ucz [V]	Uz [V]	Un [V]	r [m]
0.247	0.259	0.146	0.20	25,000.000±1.250
0.238	0.251	0.137	0.22	20,661.000±0.940
0.229	0.242	0.129	0.24	17,361.000±0.734
0.221	0.234	0.122	0.26	14,793.000±0.576
0.213	0.225	0.115	0.28	12,755.000±0.465
0.205	0.217	0.109	0.30	11,111.000±0.381
0.198	0.209	0.103	0.32	9,766.000±0.313
0.191	0.202	0.097	0.34	8,650.000±0.266
0.185	0.194	0.092	0.36	7,716.000±0.223
0.178	0.187	0.088	0.38	6,925.000±0.192
0.173	0.180	0.083	0.40	6,250.000±0.166

8. Uwagi i wnioski

Podczas wykonywania ćwiczenia zaobserwowałem, że wraz ze zmniejszaniem się odległości r tzn. źródła światła i elementu fotoelektrycznego (fotoogniwa) wzrasta napięcie prądu samoindukcyjnego w fotoogniwie.

μA

R_W

U

+

mV

R_abc

SEM

-

---