PRACOWNIA FIZYCZNA AKADEMII PODLASKIEJ
W SIEDLCACH
Adam Jędrych , III Matematyka			2 Grupa
Imię i Nazwisko, kierunek studiów
25 a Nr ćwiczenia	24.II.2003 Data wykonania	Ocena zaliczenia	Podpis

Temat: Badanie charakterystyki żarówki.

I. Schemat badanego układu:

II. Tabela pomiarów:

Lp.	U [ V ]	I rosnąco [ mA ]	I malejąco [ mA ]	I średnie [ mA ]	R [ k* ]	P [ W ]
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.	12,5 25 35 45 55 65 75 85 95 105 115 125 135 145 155 165 175 185 195 205 215 225	13 16 20,5 24 27 30 32,5 36 38,5 41 43 45,5 48 50,5 52,5 54,5 56,5 58,5 61 62,5 65 66,5	13,5 17,5 21,5 25 28 31 33,5 36,5 39 41,5 44 46 48,5 50,5 53 55 56,5 59 61 63 65 66,5	13,25 16,75 21 24,5 27,5 30,5 33 36,25 38,75 41,25 43,5 45,75 48,25 50,5 52,75 54,75 56,5 58,75 61 62,75 65 66,5	0,943 1,493 1,667 1,837 2 2,131 2,273 2,345 2,452 2,546 2,644 2,732 2,798 2,871 2,938 3,014 3,097 3,149 3,197 3,267 3,308 3,384	0,166 0,419 0,735 1,103 1,513 1,983 2,475 3,081 3,681 4,331 5,003 5,719 6,514 7,323 8,176 9,034 9,887 10,869 11,895 12,864 13,975 14,963

III. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest pomiar charakterystyki prądowo - napięciowej I = f(U), zależności oporu elektrycznego od przyłożonego napięcia R = f(U) oraz wydzielonej mocy P = f(I) od natężenia prądu dla żarówki z włóknem metalicznym.

IV. Opis eksperymentu:

Pomiary wykonujemy zmieniając napięcie co 10 V, począwszy od 12,5 V do 225 V, a następnie pomiary powtarzamy od 225 V do 12,5 V. Do sporządzania charakterystyki prądowo - napięciowej należy wziąć wartości średnie. Zmiany oporu w zależności od przyłożonego napięcia przedstawiamy w postaci wykresu R = f(U), gdzie R = U_s/I_s, U_s - napięcie skuteczne, I_s - natężenie skuteczne.

Podobnie zależność P = f(I) przedstawiamy w postaci wykresu, gdzie P = U_s*I_s.

V. Obliczenia:

R = U_s/I_s

R₁=12,5 V / 13,25 mA = 0,943 k*,

R₂=25 V / 16,75 mA = 1,493 k*,

R₃=35 V / 21 mA = 1,667 k*,

R₄=45 V / 24,5 mA = 1,837 k*,

R₅=55 V / 27,5 mA = 2 k*,

R₆=65 V / 30,5 mA = 2,131 k*,

R₇=75 V / 33 mA = 2,273 k*,

R₈=85 V / 36,25 mA = 2,343 k*,

R₉=95 V / 38,75 mA = 2,452 k*,

R₁₀=105 V / 41,25 mA = 2,546 k*,

R₁₁=115 V / 43,5 mA = 2,644 k*,

R₁₂=125 V / 45,75 mA = 2,732 k*,

R₁₃=135 V / 48,25 mA = 2,798 k*,

R₁₄=145 V / 50,5 mA = 2,871 k*,

R₁₅=155 V / 52,75 mA = 2,938 k*,

R₁₆=165 V / 54,75 mA = 3,014 k*,

R₁₇=175 V / 56,5 mA = 3,097 k*,

R₁₈=185 V / 58,75 mA = 3,149 k*,

R₁₉=195 V / 61 mA = 3,197 k*,

R₂₀=205 V / 62,75 mA = 3,267 k*,

R₂₁=215 V / 65 mA = 3,308 k*,

R₂₂=225 V / 66,5 mA = 3,384 k*,

P = U_s*I_s

P₁=12,5 V * 13,25 mA = 0,166 W

P₂=25 V * 16,75 mA = 0,419 W

P₃=35 V * 21 mA = 0,735 W

P₄=45 V * 24,5 mA = 1,103 W

P₅=55 V * 27,5 mA = 1,513 W

P₆=65 V * 30,5 mA = 1,983 W

P₇=75 V * 33 mA = 2,475 W

P₈=85 V * 36,25 mA = 3,081W

P₉=95 V * 38,75 mA = 3,681 W

P₁₀=105 V * 41,25 mA = 4,331 W

P₁₁=115 V * 43,5 mA = 5,003 W

P₁₂=125 V * 45,75 mA = 5,719 W

P₁₃=135 V * 48,25 mA = 6,514 W

P₁₄=145 V * 50,5 mA = 7,323 W

P₁₅=155 V * 52,75 mA = 8,176 W

P₁₆=165 V * 54,75 mA = 9,034 W

P₁₇=175 V * 56,5 mA = 9,887 W

P₁₈=185 V * 58,75 mA = 10,869 W

P₁₉=195 V * 61 mA = 11,895 W

P₂₀=205 V * 62,75 mA = 12,864W

P₂₁=215 V * 65 mA = 13,975 W

P₂₂=225 V * 66,5 mA = 14,963 W

VI. Błędy wielkości mierzonych:

* I_s=

* U=

VII. Błędy wielkości szukanych:

*R=

*P=

*R₁=0,113+0,027=0,14 [k*]

*R₂=0,09+0,034=0,124 [k*]

*R₃=0,071+0,03=0,101 [k*]

*R₄=0,061+0,028=0,089 [k*]

*R₅=0,055+0,027=0,082 [k*]

*R₆=0,049+0,026=0,075 [k*]

*R₇=0,045+0,026=0,071 [k*]

*R₈=0,041+0,024=0,065 [k*]

*R₉=0,039+0,024=0,063 [k*]

*R₁₀=0,036+0,023=0,059 [k*]

*R₁₁=0,034+0,023=0,057 [k*]

*R₁₂=0,033+0,022=0,055 [k*]

*R₁₃=0,031+0,022=0,053 [k*]

*R₁₄=0,03+0,021=0,051 [k*]

*R₁₅=0,028+0,021=0,049 [k*]

*R₁₆=0,027+0,021=0,048 [k*]

*R₁₇=0,027+0,021=0,048 [k*]

*R₁₈=0,026+0,02=0,046 [k*]

*R₁₉=0,025+0,02=0,045 [k*]

*R₂₀=0,024+0,02=0,044 [k*]

*R₂₁=0,023+0,019=0,042 [k*]

*R₂₂=0,023+0,019=0,042 [k*]

*P₁= 0,025 W

*P₂= 0,035 W

*P₃= 0,045 W

*P₄= 0,054 W

*P₅= 0,062 W

*P₆= 0,07 W

*P₇= 0,078 W

*P₈= 0,086 W

*P₉= 0,094 W

*P₁₀= 0,101 W

*P₁₁= 0,108 W

*P₁₂= 0,116 W

*P₁₃= 0,123 W

*P₁₄= 0,13 W

*P₁₅= 0,137 W

*P₁₆= 0,144 W

*P₁₇= 0,15 W

*P₁₈= 0,158 W

*P₁₉= 0,165 W

*P₂₀= 0,171 W

*P₂₁= 0,178 W

*P₂₂= 0,184 W

VIII. Wykresy:

Wykres R=f(U):

Wykres P=f(I):

IX. Wnioski:

Ze wzrostem natężenia prądu rośnie temperatura włókna, żarówka z włóknem metalicznym ma charakterystykę jak na rys.1. Ścisłe teoretyczne wyznaczanie charakterystyki jest trudne, gdyż ze zmianą temperatury zmienia się ilość ciepła wypromieniowanego przez rozgrzane włókno i ilość ciepła przeprowadzana przez przewodnictwo. Przy pomiarze charakterystyki I=f(U) najczęściej stosuje się metodę techniczną pomiaru oporności. Oporność żarówki jest zwykle dużo mniejsza od oporności wewnętrznej woltomierza, więc błąd pomiaru spowodowany przepływem prądu przez woltomierz jest bardzo mały. Opierając się na charakterystyce I=f(U) można znaleźć zależność oporności i mocy od napięcia lub natężenia prądu.

---