termistor, Polibuda, Fiza, Fizyka sprawozdania (burdel jak cholera), Sprawozdania z Fizyki


Politechnika Śląska

Wydział: Inżynierii Środowiska i Energetyki

Kierunek: Energetyka

I semestr, grupa 2

Sprawozdanie

z laboratorium z Fizyki

Wyznaczanie przerwy energetycznej metoda termiczną (termistor)

sekcja 8

Paulina PRZYBYLOK

Beniamin SZYDŁO

Łukasz MUCHA

Opis stanowiska pomiarowego

Stanowisko pomiarowe przystosowane jest do pomiaru szerokości przerwy energetycznej metoda termiczną. Na stanowisku pomiarowym znajdują się:

1. miernik „RLC”,

2. termistor,

3. transformator,

4. grzejnik,

5. termometr,

6. wentylator.

Pomiar polega na badaniu wzrostu przewodności w zależności od temperatury .

Przeprowadzono dwie serie pomiarowe: dla temperatury rosnącej i malejącej. Pomiary zostały przeprowadzone w zakresie 30 - 120 °C co 3 °C .
Wykres zależności :

ln (R\R°) = f (1 \ T)

dla półprzewodnika powinien być linią prostą, której nachylenia zależy od wielkości energii aktywacji .

Do uzyskanych danych dopasowuje się metodą regresji liniowej prostą , której współczynnik regresji a = ΔE / k (k - stała Boltzmanna) . Stąd energia aktywacji : ΔE = a*k .

Wyniki pomiaru

Po wykonaniu doświadczenia otrzymano następujące wyniki:

I. Przy podgrzewaniu termistora:

T1 [°C]

T1 [ K ]

R1 [kΩ]

R1 [ Ω ]

błąd pomiaru [kΩ]

1/T1

ln R1

32

305

131,4

131400

1,1

0,003279

5,118595

35

308

110,5

110500

0,9

0,003247

5,043362

38

311

96,3

96300

0,8

0,003215

4,983626

41

314

85,5

85500

0,7

0,003185

4,931966

44

317

76,3

76300

0,6

0,003155

4,882525

47

320

69,1

69100

0,6

0,003125

4,839478

50

323

62,2

62200

0,5

0,003096

4,79379

53

326

54,5

54500

0,4

0,003067

4,736397

56

329

48,5

48500

0,4

0,00304

4,685742

59

332

41,3

41300

0,3

0,003012

4,61595

62

335

36,2

36200

0,3

0,002985

4,558709

65

338

34

34000

0,3

0,002959

4,531479

68

341

31,2

31200

0,2

0,002933

4,494155

71

344

28,3

28300

0,2

0,002907

4,451786

74

347

25,4

25400

0,2

0,002882

4,404834

77

350

23,1

23100

0,2

0,002857

4,363612

80

353

21,4

21400

0,2

0,002833

4,330414

83

356

18,1

18100

0,2

0,002809

4,257679

86

359

17,2

17200

0,1

0,002786

4,235528

89

362

16

16000

0,1

0,002762

4,20412

91

364

15,3

15300

0,1

0,002747

4,184691

94

367

14,5

14500

0,1

0,002725

4,161368

97

370

12,3

12300

0,1

0,002703

4,089905

100

373

11,1

11100

0,1

0,002681

4,045323

103

376

10

10000

0,1

0,00266

4

106

379

9,7

9700

0,1

0,002639

3,986772

109

382

9,3

9300

0,1

0,002618

3,968483

112

385

8,2

8200

0,1

0,002597

3,913814

115

388

7,7

7700

0,1

0,002577

3,886491

118

391

7

7000

0,1

0,002558

3,845098

121

394

6,5

6500

0,1

0,002538

3,812913

II. Przy schładzaniu termistora:

T2 [°C]

T2 [ K ]

R2 [kΩ]

R2 [ Ω ]

błąd pomiaru [kΩ]

1/T2

ln R2

122

395

6,5

6500

0,1

0,002532

3,812913

119

392

7,4

7400

0,1

0,002551

3,869232

116

389

8

8000

0,1

0,002571

3,90309

113

386

8,7

8700

0,1

0,002591

3,939519

110

383

10

10000

0,1

0,002611

4

107

380

11,2

11200

0,1

0,002632

4,049218

104

377

12,2

12200

0,1

0,002653

4,08636

101

374

13,3

13300

0,1

0,002674

4,123852

98

371

14,4

14400

0,1

0,002695

4,158362

95

368

15,8

15800

0,1

0,002717

4,198657

92

365

17,3

17300

0,1

0,00274

4,238046

89

362

19

19000

0,2

0,002762

4,278754

86

359

20,8

20800

0,2

0,002786

4,318063

83

356

22,9

22900

0,2

0,002809

4,359835

80

353

24,9

24900

0,2

0,002833

4,396199

77

350

27,5

27500

0,2

0,002857

4,439333

74

347

30,4

30400

0,2

0,002882

4,482874

71

344

34,7

34700

0,3

0,002907

4,540329

68

341

36,6

36600

0,3

0,002933

4,563481

64

337

42,3

42300

0,3

0,002967

4,62634

61

334

46,2

46200

0,4

0,002994

4,664642

58

331

51,2

51200

0,4

0,003021

4,70927

55

328

57,2

57200

0,5

0,003049

4,757396

52

325

63,3

63300

0,5

0,003077

4,801404

49

322

70,5

70500

0,6

0,003106

4,848189

46

319

78,1

78100

0,6

0,003135

4,892651

43

316

87

87000

0,7

0,003165

4,939519

40

313

97,2

97200

0,8

0,003195

4,987666

37

310

110,1

110100

0,9

0,003226

5,041787

34

307

121,4

121400

1

0,003257

5,084219

31

304

137,5

137500

1,1

0,003289

5,138303

28

301

153,3

153300

1,2

0,003322

5,185542

Miernik „RLC” typu ATEX DT890G

20 k

±0.8% of rdg ± 1 digit

10 ohm

200k

100 ohm

przykładowe obliczenia błędu pomiaru:

0.8% * 131,6 = 1,0512 = 1,1

Opracowanie wyników

Opór zależy wykładniczo od odwrotności temperatury. Zatem po zlogarytmowaniu wartości oporu oraz po odwróceniu wartości temperatury otrzymujemy zależność liniową. Dzięki temu można z pewnym przybliżeniem poprowadzić przez punkty wyznaczone doświadczalnie prostą regresji liniowej. . Po wykonaniu obliczeń zostały wyznaczone równania prostych :

y = ax + b

przy czym dla pomiarów dokonanych przy wzroście temperatury:

a = 1740 ±13 [K]

b = - 0,606355 ±0,0035

natomiast dla pomiarów przy spadku temperatury :

a = 1702 ± 14 [K]

b = - 0,608533 ±0,0048

Przerwę energetyczną wyliczamy ze wzoru :

E = ka

gdzie k - stała Boltzmana

przy wzroście temperatury:

E = 1,38*10-23 *1740

E = 2401,2*10-23 [J]

E = 2,4012*10-19 [J]

E = 0,6754 [eV]

błąd :

(E) = k* a

(E) = 0,022 * 10-20 [J]

(E) = 0.00138 [eV]

przy spadku temperatury:

E = 1,38*10-23 * 1702

E = 2348,76,*10-23 [J]

E = 2,34876*10-19 [J]

E = 0,6821 [eV]

błąd :

(E) = 0,056 * 10-20 [J]

(E) = 0,00354 [eV]

Średnia wartość energii aktywacji

ΔEśr = 2374,98*10-23 [J]

ΔEśr = 2,37498*10-19 [J]

ΔEśr = 0,674606 [eV]

Wyznaczona wartość energii aktywacji:

ΔEśr = 2374,98*10-23 [J]

ΔEśr = 0,674606 [eV]

błąd:

(E) = 0,02 * 10-20 [J]

(E) = 0,00128 [eV]

Wnioski

Na dokładność otrzymanych wartości wpłynęła dokładność przyrządów pomiarowych, jakie wyznaczają temperaturę i opór.

Pomiary oporu termistora w zależności od temperatury, wykonujemy za pomocą cyfrowego miernika oporu z dokładnością do 1 miejsca po przecinku. Należy tu nadmienić, że jest to błąd samego termometru - nie jest brana pod uwagę różnica temperatur pomiędzy termistorem a termometrem oraz czas reagowania termometru.

Minimalny błąd odczytu oporu oraz szybki czas reakcji miernika wpływają na wynik w bardzo małym stopniu.

Gdyby termometr, zastąpiono przyrządem o większej czułości i dokładności oraz gdyby reagował szybciej na zmiany temperatury można by wyznaczyć ΔE z większą dokładnością. Wpływ na dokładność miałoby także zmniejszenie odległości między termometrem a termistorem.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
DRGHARMNSS, Polibuda, Fiza, Fizyka sprawozdania (burdel jak cholera), struna2
izotopy spr, Polibuda, Fiza, Fizyka sprawozdania (burdel jak cholera), Sprawozdania z Fizyki, labork
LABFIZ8, Polibuda, Fiza, Fizyka sprawozdania (burdel jak cholera), Sprawozdania z Fizyki
prom. kos. poprawione, Polibuda, Fiza, Fizyka sprawozdania (burdel jak cholera), Sprawozdania z Fizy
dane (izotopy), Polibuda, Fiza, Fizyka sprawozdania (burdel jak cholera), Sprawozdania z Fizyki
tlo, Polibuda, Fiza, Fizyka sprawozdania (burdel jak cholera), Sprawozdania z Fizyki
sprawozdanie lab06, Polibuda, Fiza, Fizyka sprawozdania (burdel jak cholera), Sprawozdania z Fizyki,
Sprawozdania ćwiczenie 4, Polibuda, Fiza, Fizyka sprawozdania (burdel jak cholera)
sprawozdanie lab02, Polibuda, Fiza, Fizyka sprawozdania (burdel jak cholera), Sprawozdania z Fizyki
przerw ener LAB2, Polibuda, Fiza, Fizyka sprawozdania (burdel jak cholera), Sprawozdania z Fizyki, p
Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki zadania z fizyki, Polibuda, Fiza, Fizyka sprawozdania (bu
analiza drgań struny, Polibuda, Fiza, Fizyka sprawozdania (burdel jak cholera), Sprawozdania z Fizyk
sprawozdanie lab 12, Polibuda, Fiza, Fizyka sprawozdania (burdel jak cholera), Sprawozdania z Fizyki
g-m, Polibuda, Fiza, Fizyka sprawozdania (burdel jak cholera), Sprawozdania z Fizyki

więcej podobnych podstron