Nr ćwiczenia 202	Data 29.11.2008r.	Imię i Nazwisko		Wydział WBMiZ	Semestr III	Ocena
			Wykonanie i przygotowanie:

Temat: Wyznaczanie siły elektromotorycznej ogniwa metoda kompensacji.

1. Wiadomości teoretyczne.

1. Siła elektromotoryczna (SEM)

Jest to różnica potencjałów na zaciskach źródła wówczas, gdy prąd w zawierającym źródło obwodzie nie płynie. W obwodach prądu stałego źródłami siły elektromotorycznej są: ogniwa, baterie lub prądnice.

2. Prawa Kirchhoffa

I prawo Kirchhoffa mówi, że suma natężeń prądów wpływających do węzła obwodu jest równa sumie natężeń prądów wypływających z węzła:

∑ I_{wpływających} = ∑ I_{wypływających}

II prawo mówi, że suma sił elektromotorycznych w oczku obwodu jest równa sumie spadków napięć na elementach oczka:

3. Prawo Ohma
   

Prawo to mówi, że natężenie prądu płynącego w gałęzi obwodu jest proporcjonalne do przyłożonego napięcia:

po podstawieniu II prawa Kirchhoffa dla obwodu zamkniętego otrzymujemy wzór:

4. Metoda kompensacji

W metodzie tej warunek zerowania się prądów spełniony jest przez skompensowanie SEM badanego źródła, przez zewnętrzna różnicę potencjałów. Metodę kompensacji uwidacznia poniższy schemat:

1.5 Ogniwo Westona

Ogniwo Westona jest to ogniwo galwaniczne w którym elektrodę dodatnią stanowi rtęć, ujemną amalgamat kadmu, a elektrolitem jest roztwór nasycony siarczanu kadmu. Nad rtęcią znajduje się siarczan rtęci Hg₂SO₄ utarty z siarczanem kadmu CdSO₄ oraz z rtęcią, w postaci tzw. pasty. W obu rurkach znajdują się także kryształy CdSO₄, a całość wypełniona jest wodnym roztworem siarczanu kadmowego. W temperaturze równej 293,15 K (20 °C) siła elektromotoryczna ogniwa Westona wynosi 1,0185-1,0187 V. Ogniwo to jest zwykle konstruowane w kształcie litery "H" z przewężeniami w połowie dolnych ramion, które zapobiegają przemieszczaniu się chemikaliów podczas transportu ogniwa. Zwykle ogniwa Westona są formowane na kształt litery H. Z ogniw tych nie należy pobierać ani też przepuszczać przez nie prądu przez dłuższy czas o natężeniu przekraczającym 1 μA. Pobór prądu o natężeniu powyżej 100 μA eliminuje ogniwo jako wzorzec napięcia. Rezystancja wewnętrzna ogniwa nie przekracza zwykle 1 kΩ. Aby zapobiec przeciążeniom ogniwa, należy zapewnić, aby rezystancja obwodu, w którym jest włączane ogniwo, nie była mniejsza niż 9 kΩ. Ogniwo Westona było stosowane jako wzorzec jednostki miary napięcia elektrycznego, gdyż jego napięcie jest bardzo bliskie 1 V.

2. Wyniki pomiarowe i obliczenia

Wartość siły elektromotorycznej SEM w ogniwie badanym.

1. Podłączając wzorcowe ogniwo badane Westona według schematu, otrzymaliśmy wyniki:

= 1987,0 Ω

= 8013,0 Ω

= 1987,0+8013,0 Ω

= 1,0183 [V]

2. Zmieniając ogniwo wzorcowe Westona na ogniwo o nieznanej SEM
   według tego schematu w celu wyzerowania prądu
   , ustawiliśmy opory nastawne o wartościach:

= 2802,2 Ω

= 7197,8 Ω

= 2802,2 Ω+7197,8 Ω

= 10000 Ω i constans

3. Otrzymujemy wartość nieznanej SEM
   w badanym ogniwie:

wartość siły elektromotorycznej SEM badanego ogniwa

Błąd pomiaru badanej wielkości

*błąd wyniku pomiaru
metodą różniczki zupełnej

3. Rachunek błędów.

Błąd pomiaru badanej wielkości
:

*błąd wyniku pomiaru
metodą różniczki zupełnej

4. Wnioski

Pomiar wartości siły elektromotorycznej badanego ogniwa
okazuje się być pomiarem o niewielkiej niepewności pomiaru. Wynika to z faktu, że mierzona jest niewielka ilość parametrów (
i
)
dokładnymi przyrządami, które pozostawiają niewielki margines błędu. Stosunkowo dokładny jest również odczyt zerowanego prądu na galwanometrze.

---