Laboratorium Fizyki

Ćwiczenie 11: Wyznaczanie charakterystyki neonówki i badanie wyładowań elektrycznych w gazach o różnym ciśnieniu.

Grupa: T-41

Sekcja: XI

Marek Knapik

Maciej Pęksa

I. Opis układów pomiarowych.

1. Układ do pomiaru napięcia zapłonu U_z i gaśnięcia U_g neonówki.

gdzie:

Z - regulowany zasilacz napięciowy

V_o i V - woltomierze

R - opornik o regulowanej rezystancji

N - neonówka

2. Układ do wyznaczania charakterystyki prądowo - napięciowej neonówki.

gdzie:

A - mikroamperomierz; reszta oznaczeń j.w.

II. Przebieg ćwiczenia.

A. Badanie charakterystyki lampy neonowej.

1. Zestawienie schematu pomiarowego wg. schematu nr 1.

2. Wyznaczenie napięcia zapłonu U_z i gaśnięcia U_g neonówki. Ustalenie maksymalnej wartości rezystancji na oporniku. Włączenie zasilacza Z.

3. Odnotowanie wartości rezystancji opornika R połączonego szeregowo z neonówką.

4. Wyznaczenie zależności natężenia prądu płynącego przez neonówkę od napięcia zasilania U_o w oparciu o układ przedstawiony na schemacie 2.

III. Opracowanie wyników.

1. Obliczenie wartości średnich i odchyleń standardowych napięć U_z i U_g według wzorów:

Wyznaczone wartości napięć wynoszą:

U_z = (94,62 ± 0,71) [V]

U_g = (75,65 ± 1,23) [V]

R = 200 Ω

2. Obliczenie niepewności pomiarów napięcia i natężenia prądu wynikających z klasy dokładności przyrządów pomiarowych.

Pomiary zostały wykonane przy pomocy Multimetra V-562, dla którego niepewności wynoszą:

I = ± 5% wartości mierzonej

U_z = ± 5% wartości mierzonej

U_g = ± 5% wartości mierzonej

U_o = k×z / 100 = 1×150V / 100 = 1,5 [V]

3. Sporządzenie wykresu zależności natężenia prądu płynącego przez neonówkę od napięcia U_o (z zaznaczeniem niepewności pomiarów prądu i napięcia).

U0 [V]	A [mA]
0	0
10	0
20	0
30	0
40	0
50	0
60	0
70	0
80	0
90	0
96 (Uz)	96
100	104
105	125
110	144
115	168
120	190
125	207
130	230
135	253
140	274
135	251
130	231
120	209
115	189
110	167
105	145
100	123
95	104
90	79
85	54
82 (Ug)	31
70	0
60	0
50	0
40	0
30	0
20	0
10	0
0	0

IV. Wnioski.

1. Napięcie zapłonu badanej neonówki wynosi około 95 V natomiast napięcie gaśnięcia około 75V.

2. Podczas zwiększania napięcia od 0V przez neonówkę nie popłynie prąd do momentu osiągnięcia napięcia zapłonu.

3. Zmniejszając napięcie od wartości U>U_z prąd płynie przez neonówkę nawet poniżej U_z - do momentu osiągnięcia napięcia gaśnięcia U_g.

4. Powyżej U_z wzrost natężenia prądu neonówki jest w przybliżeniu funkcją liniową (wykres).

5. Podczas zmniejszania napięcia na zaciskach neonówki zależność prądu od napięcia ma również charakter liniowy.

6. Do podtrzymania przepływu prądu przez neonówkę wystarczy napięcie z zakresu pomiędzy U_g a U_z.

---