1.Cel ćwiczenia:
a). Zbadanie właściwości żarówki o żarniku wolframowym w zależności od wartości napięcia.
b). Zbadanie właściwości innych źródeł światła.
2.Układ połączeń:
3. Przebieg ćwiczenia:
a). Przed przystąpieniem do pomiarów powierzchnię światłoczułą ogniwa naświetlano w ciągu ok. 3 min. światłem zbliżonym do wartości występującej w czasie pomiarów. Następnie regulując napięcie w zakresie 70-250V, odczytywano wskazania mierników. Wyniki pomiarów przedstawia tabela:
Lp. |
U |
I |
P |
E |
Φ=ES |
R |
η=Φ/P |
T |
||
|
|
|
α |
Kw |
P |
|
|
|
|
|
|
V |
A |
dz |
W/dz |
W |
lx |
lm |
Ω |
lm/W |
h |
1. |
70 |
0,25 |
9 |
2 |
18 |
14 |
3,15 |
280 |
0,17 |
97566,01 |
2. |
90 |
0,29 |
13 |
2 |
26 |
48 |
12,24 |
310,34 |
0,47 |
35704,31 |
3. |
110 |
0,32 |
17,5 |
2 |
35 |
121 |
30,85 |
343,75 |
0,88 |
16000 |
4. |
130 |
0,35 |
22 |
2 |
44 |
258 |
65,79 |
371,43 |
1,50 |
8201,95 |
5. |
150 |
0,38 |
29,5 |
2 |
59 |
499 |
127,24 |
394,74 |
2,15 |
4627,28 |
6. |
170 |
0,40 |
35 |
2 |
70 |
830 |
211,65 |
425 |
3,02 |
2804,76 |
7. |
190 |
0,43 |
41 |
2 |
82 |
1265 |
322,58 |
441,86 |
3,93 |
1797,53 |
8. |
210 |
0,45 |
48 |
2 |
96 |
1850 |
471,75 |
466,67 |
4,91 |
1204,52 |
9. |
230 |
0,47 |
54,5 |
2 |
109 |
2250 |
574,75 |
489,36 |
5,26 |
837,1 |
10. |
250 |
0,50 |
62 |
2 |
124 |
2339 |
596,45 |
500 |
4,81 |
599,7 |
b). W układ pomiarowy włączano wybrane źródła światła (żarówkę halogenową, świetlówkę kompaktową, żarówkę z bańką mleczną oraz rtęciową). Wskazania przyrządów zanotowano w tabeli:
Rodzaj źródła światła |
U |
I |
P |
E |
Φ=ES |
η=Φ/P |
cosφ=P/UI |
||
|
|
|
α |
Kw |
P |
|
|
|
|
|
V |
A |
dz |
W/dz |
W |
lx |
lm |
lm/w |
|
|
190 |
0,41 |
39 |
2 |
78 |
980 |
249,9 |
3,2 |
1 |
|
210 |
0,43 |
46 |
2 |
92 |
1390 |
354,45 |
3,85 |
1,02 |
|
230 |
0,45 |
52 |
2 |
104 |
1880 |
479,4 |
4,61 |
1 |
|
250 |
0,47 |
59,5 |
2 |
120 |
2490 |
634,95 |
5,29 |
1,02 |
|
190 |
0,13 |
10 |
2 |
20 |
1400 |
357 |
17,85 |
0,81 |
|
210 |
0,15 |
11 |
2 |
22 |
1670 |
425,85 |
19,36 |
0,7 |
|
230 |
0,15 |
13 |
2 |
26 |
1840 |
469,2 |
18,05 |
0,75 |
|
250 |
0,16 |
14 |
2 |
28 |
1990 |
507,45 |
18,12 |
0,7 |
|
190 |
0,42 |
41 |
2 |
82 |
1200 |
306 |
3,73 |
1,03 |
|
210 |
0,45 |
48 |
2 |
96 |
1750 |
446,25 |
4,65 |
1,02 |
|
230 |
0,47 |
54 |
2 |
108 |
2390 |
609,45 |
5,64 |
1 |
|
250 |
0,50 |
61 |
2 |
122 |
3130 |
798,15 |
6,54 |
0,98 |
|
190 |
0,75 |
24 |
4 |
96 |
4200 |
1071 |
11,16 |
0,67 |
|
210 |
0,95 |
32 |
4 |
128 |
6080 |
1550,4 |
12,11 |
0,64 |
|
230 |
1,15 |
39 |
4 |
156 |
7890 |
2211,95 |
12,9 |
0,59 |
|
250 |
1,4 |
47 |
4 |
188 |
9770 |
1491,35 |
13,25 |
0,54 |
|
190 |
0,43 |
41 |
2 |
82 |
1265 |
322,58 |
3,93 |
1 |
|
210 |
0,45 |
48 |
2 |
96 |
1850 |
471,75 |
4,91 |
1,02 |
|
230 |
0,47 |
54,5 |
2 |
109 |
2253 |
574,52 |
5,27 |
1,01 |
|
250 |
0,5 |
62 |
2 |
124 |
2339 |
596,45 |
4,81 |
0,99 |
Wykresy:
a).Badanie żarówki
Zależność strumienia świetlnego Φ, skuteczności świetlnej η, poboru mocy P oraz natężenia oświetlenia E od napięcia zasilającego U.
Zależność poboru prądu I od napięcia zasilającego U.
Zależność wartości rezystancji R od wartości napięcia zasilającego U.
Zależność trwałości T żarówki od napięcia zasilającego U.
b). Wybrane charakterystyki różnych źródeł światła.
Zależność wartości prądu I od wartości napięcia.
Zależność poboru mocy P od napięcia zasilającego U.
Zależność strumienia świetlnego Φ od napięcia zasilającego U.
Zależność skuteczności świetlnej η od napięcia zasilającego U.
4).Wnioski.
a). Praca żarówki zależy szczególnie od napięcia w sieci. Podwyższenie napięcia bardzo znacznie wpływa na trwałość żarówki jednocześnie zwiększając jej strumień świetlny. Przy obniżeniu napięcia trwałość żarówki znacznie wzrasta. Wykonane pomiary wskazują ,że podwyższenie napięcia o 13% powyżej znamionowego zmniejsza trwałość żarówek o 16% i zwiększa strumień świetlny o ok. 9%.
b). Przeprowadzone pomiary wskazują ,że najlepszym źródłem światła dla pomieszczeń mieszkalnych są świetlówki kompaktowe. Wysoka wartość skuteczności świetlnej wskazuje na niski pobór mocy i wysoka wartość strumienia światła. Oznacza to ,że wskazane źródło światła jest najbardziej energooszczędne.