R, kΩ |
ΔR, kΩ |
I, μA |
ΔI, μA |
U, V |
ΔU, V |
100 |
0,180 |
4 |
0,012 |
0,368 |
0,00048 |
90 |
0,165 |
4,5 |
0,014 |
0,368 |
0,00048 |
80 |
0,150 |
5 |
0,015 |
0,368 |
0,00048 |
70 |
0,135 |
5,5 |
0,017 |
0,368 |
0,00048 |
60 |
0,120 |
6,5 |
0,020 |
0,368 |
0,00048 |
50 |
0,105 |
7,5 |
0,023 |
0,368 |
0,00048 |
40 |
0,090 |
9,5 |
0,029 |
0,367 |
0,00048 |
30 |
0,075 |
12 |
0,036 |
0,366 |
0,00048 |
20 |
0,060 |
18 |
0,054 |
0,363 |
0,00048 |
10 |
0,045 |
34 |
0,102 |
0,355 |
0,00048 |
9 |
0,044 |
36 |
0,108 |
0,355 |
0,00048 |
8 |
0,042 |
40 |
0,120 |
0,353 |
0,00048 |
7 |
0,041 |
44 |
0,132 |
0,35 |
0,00048 |
6 |
0,039 |
50 |
0,150 |
0,345 |
0,00047 |
5 |
0,038 |
58 |
0,174 |
0,339 |
0,00047 |
4 |
0,036 |
67 |
0,201 |
0,327 |
0,00046 |
3 |
0,035 |
78 |
0,234 |
0,303 |
0,00045 |
2 |
0,033 |
84 |
0,252 |
0,245 |
0,00042 |
1 |
0,032 |
84 |
0,252 |
0,166 |
0,00038 |
Niepewności wartości natężenia, napięcia oraz oporu
Prosta aproksymująca wykres zależności napięcia U od natężenia I
Współczynniki prostej aproksymującej i ich niepewności zostały policzone przy pomocy programu „aproks1_win” i wynoszą kolejno
a = -5.68783027E-04 ≈ -0,00057
b = 0.37227291 ≈ 0,37
Sa = 3.16858641E-05 ≈ 0,000032
Sb = 1.03554048E-03 ≈ 0,001
a = (-0,00057 ± 0,00003) Ω
b= (0,370 ± 0,001) V
Zgodnie z poleceniem w skrypcie podczas obliczania współczynników prostej aproksymującej zostały pominięte dalsze, odbiegające od reszty pomiary (trzy ostatnie).
Przebieg ćwiczenia
Ćwiczenie rozpoczynało zmontowanie układu przedstawionego w skrypcie. Następnie została włączona żarówka oświetlająca fotoogniwo. Kolejnym krokiem było prowadzenie pomiarów zależności natężenia prądu I i napięcia U od oporu zewnętrznego. Pomiary te przeprowadzane były w pełnym zakresie zmian natężenia prądu.
Wartości siły elektromotorycznej E oraz oporu wewnętrznego Rw
I, μA |
ΔI |
U, V |
ΔU, V |
E, V |
Rw, Ω |
4 |
0,012 |
0,368 |
0,00048 |
0,368 |
0,37 |
4,5 |
0,014 |
0,368 |
0,00048 |
0,368 |
0,37 |
5 |
0,015 |
0,368 |
0,00048 |
0,368 |
0,37 |
5,5 |
0,017 |
0,368 |
0,00048 |
0,368 |
0,37 |
6,5 |
0,020 |
0,368 |
0,00048 |
0,368 |
0,37 |
7,5 |
0,023 |
0,368 |
0,00048 |
0,368 |
0,37 |
9,5 |
0,029 |
0,367 |
0,00048 |
0,367 |
0,37 |
12 |
0,036 |
0,366 |
0,00048 |
0,366 |
0,37 |
18 |
0,054 |
0,363 |
0,00048 |
0,363 |
0,36 |
34 |
0,102 |
0,355 |
0,00048 |
0,355 |
0,36 |
36 |
0,108 |
0,355 |
0,00048 |
0,355 |
0,36 |
40 |
0,120 |
0,353 |
0,00048 |
0,353 |
0,35 |
44 |
0,132 |
0,35 |
0,00048 |
0,350 |
0,35 |
50 |
0,150 |
0,345 |
0,00047 |
0,345 |
0,35 |
58 |
0,174 |
0,339 |
0,00047 |
0,339 |
0,34 |
67 |
0,201 |
0,327 |
0,00046 |
0,327 |
0,33 |
78 |
0,234 |
0,303 |
0,00045 |
0,303 |
0,30 |
84 |
0,252 |
0,245 |
0,00042 |
0,245 |
0,25 |
84 |
0,252 |
0,166 |
0,00038 |
0,166 |
0,17 |
Wartości E i Rw zostały policzone przy pomocy wzoru (11.2)
U=E-ΔU=E-RwI
Co po przekształceniu przyjmuje postać: E=U+ ΔU Rw= E-U/I
Przy obliczaniu oporu wewnętrznego uwzględniona została zamiana jednostek z μA na A, tak aby opór wewnętrzny wyrażony został w omach.
E obliczyć jeszcze z równania 11.2
Obliczanie mocy całkowitej P oraz mocy użytecznej Pu
U, V |
E, V |
I, μA |
P, W |
Pu, W |
0,368 |
0,368 |
4 |
1,47*10-5 |
1,5*10-5 |
0,368 |
0,368 |
4,5 |
1,66*10-5 |
1,7*10-5 |
0,368 |
0,368 |
5 |
1,84*10-5 |
1,8*10-5 |
0,368 |
0,368 |
5,5 |
2,03*10-5 |
2*10-5 |
0,368 |
0,368 |
6,5 |
2,4*10-5 |
2,4*10-5 |
0,368 |
0,368 |
7,5 |
2,76*10-5 |
2,8*10-5 |
0,367 |
0,367 |
9,5 |
3,49*10-5 |
3,5*10-5 |
0,366 |
0,366 |
12 |
4,4*10-5 |
4,4*10-5 |
0,363 |
0,363 |
18 |
6,54*10-5 |
6,5*10-5 |
0,355 |
0,355 |
34 |
12*10-5 |
12*10-5 |
0,355 |
0,355 |
36 |
13*10-5 |
12,8*10-5 |
0,353 |
0,353 |
40 |
14*10-5 |
14,1*10-5 |
0,35 |
0,350 |
44 |
15*10-5 |
15,4*10-5 |
0,345 |
0,345 |
50 |
17*10-5 |
17,3*10-5 |
0,339 |
0,339 |
58 |
20*10-5 |
20*10-5 |
0,327 |
0,327 |
67 |
22*10-5 |
22*10-5 |
0,303 |
0,303 |
78 |
24*10-5 |
24*10-5 |
0,245 |
0,245 |
84 |
21*10-5 |
20,6*10-5 |
0,166 |
0,166 |
84 |
14*10-5 |
14*10-5 |
Moc całkowita została policzona z wzoru P=E*I , natomiast moc całkowita z wzoru Pu=U*I
W obliczeniach została uwzględniona zamiana jednostek natężenia z μA na A. Wartości mocy całkowitej i użytecznej podane są w watach (W)