Raport

Raport

Przygotowała: XXX

Rok studiów: 1

Kierunek: Fizyka Techniczna

Spis treści

Badanie I

Celem tego badania było przeprowadzenie doświadczenia polegającego na przepuszczeniu przez żarówkę o mocy 40W, prąd o natężeniu I i mierzeniu spadku jej napięcia.

Wyniki zostały zebrane w tabeli (Il.1.) i przedstawione na wykresie. (Il.2.)

Il. 1. tabela wyników pomiarów elektrycznych żarówki o mocy 40 W.

Przy wyższych napięciach żarówka się rozgrzewa i jej opór elektryczny R mocno rośnie, przestając być stałym parametrem w prawie Ohma:

U= I · R

Widać to dobrze na poniższym wykresie. Niestety nasze badanie, tak jak każde obarczone jest pewnym błędem pomiarowym; na wykresie zaznaczono je kolorem jasnoniebieskim; a wynosił on:

Dla pomiaru napięcia: 20 mV, a dla pomiaru prądu 0,2 mA.

Niepewność wyznaczania oporu R została przedstawiona w tabeli. (Il. 3 .)

Il. 2. Wykres zależności napięcia żarówki od natężenia z uwzględnionymi błędami pomiarowymi.

Il. 3. Tabela przedstawiająca niepewność badania oporu.

Badanie II

W kolejnym doświadczeniu badano tą samą żarówkę, ale dla szerszego zakresu natężeń i prądu.

Wyniki przedstawiono w tabeli (il. 4.) i w formie graficznego wykresu zależności. (Il.5.)

Il. 4. Tabela przedstawiająca zestawienie wyników badania: napięcia V, natężenia I, mocy żarówki P.

Il. 5. Wykres obrazujący zależność napięcia żarówki od natężenia prądu.

W dalszej części naszego doświadczenia zbadaliśmy zależność między mocą a napięciem żarówki.

Opatrzyliśmy to wzorem: P= U· I. Wyniki znajdują się na wykresie (Il. 6.), a moc została już wcześniej przedstawiona w tabeli powyżej. (Il. 4.)

Il. 6. Wykres przedstawiający zależność mocy od napięcia żarówki.

Badanie III

W kolejnym doświadczeniu badano zależność natężenia prądu emisji I od napięcia pomiędzy katodą a anodą U.

W badaniu wykorzystaliśmy równanie Fowlera-Nordheima określające liniową zależność pomiędzy logarytmem naturalnym I/U2 a odwrotnością napięcia (tzw. prosta Fowlera-Nordheima).

Zestawienie otrzymanych danych zostało umieszczone w tabeli (Il. 7 .) oraz na wykresie. (Il. 8.)

Il. 7. Tabela przedstawia dane potrzebne do wykonania wykresu prostej Fowlera-Nordheima.

Il. 8. Wykres ilustrujący prostą Fowlera-Nordheima.

Spis ilustracji

Ilustracja numer1- Tabela wyników pomiarów elektrycznych żarówki o mocy 40 W.,s.3

Ilustracja numer2- Wykres zależności napięcia żarówki od natężenia z uwzględnionymi błędami pomiarowymi,s.4

Ilustracja numer3- Tabela przedstawiająca niepewność badania oporu. ,s.4

Ilustracja numer4- Tabela przedstawiająca zestawienie wyników badania: napięcia V, natężenia I, mocy żarówki P.,s.5

Ilustracja numer5- Wykres obrazujący zależność napięcia żarówki od natężenia prądu.,s.6

Ilustracja numer6- Wykres przedstawiający zależność mocy od napięcia żarówki.,s.6

Ilustracja numer7- Tabela przedstawia dane potrzebne do wykonania wykresu prostej Fowlera-Nordheima.,s.7

Ilustracja numer8- Wykres ilustrujący prostą Fowlera-Nordheima.,s.7

napięcie	natężenie
U [V]	I [mA]
0,288	2,97
0,532	5,51
0,685	7,05
1,000	10,15
1,275	12,71
1,613	15,66
2,113	19,62
2,67	23,49
3,25	27,01
3,802	29,90

I[mA]	U[mV]	R=U/I
2,97	28,8	9,69697
5,51	53,2	9,655172
7,05	68,5	9,716312
10,15	100	9,852217
12,71	127,5	10,03147
15,66	161,3	10,30013
19,62	211,3	10,76962
23,49	267	11,36654
27,01	325	12,03258
29,9	380,2	12,71572

U[V]	I[A]	P[W]
0,8	0,004	0,003
3,6	0,025	0,090
6	0,034	0,204
11,5	0,045	0,518
24,3	0,059	1,434
44,8	0,075	3,360
81	0,100	8,100
124,4	0,126	15,674
171,3	0,15	25,695
220	0,171	37,620
230	0,174	40,020

I[	U[V]	I/U	ln(I/U^2)	U^2	1/U	I[A]
0,1	2069	1,2E-06	-1,063152E+01	4280761	0,000483	0,0001
0,2	2176	2,41E-06	-1,037429E+01	4734976	0,00046	0,0002
0,3	2236	3,61E-06	-1,022182E+01	4999696	0,000447	0,0003
0,4	2300	4,82E-06	-1,012140E+01	5290000	0,000435	0,0004
0,5	2354	6,02E-06	-1,004464E+01	5541316	0,000425	0,0005