123238

mały w porównaniu z promieniowaniem. Moc wypromieniowana jest zgodnie z prawem Stefana-Bdtzmanna propopcjonalna do czwartej potęgi temperanny, czyli moc traconą przez żarnik można wyrazić następująca

P = c₂T⁴

(5)

Porównując wyrażenia (4) i (5) można wykazać, że natężenie prądu żarówki i napięcie spełniają proporcję:

l^S~U\    (6)

Równania (3)-(5) są tym lepiej spełnione, im wyższa jest temperatura żarnika, więc proporcja (6) na pewno nie jest spełniona przy niskich temperaturach żarnika, gdy żarówka nie świeci lub świeci bardzo słabo.

II. Wykonanie pomiarów

Rys.3. Układ pomiarowy do badań

Podłącz zasilacz, woltomierz i amperomierz do płyty zawierającej 3 elementy do badań charakterystyk I-U (rys.3). Następnie dla każdego badanego dwójnika wykonaj następujące pomiary:

1.    Zmierz wartości napięcia i natężenia prądu zmieniając napięcie w przybliżeniu co 0,5 V w zakresie od 0 V do

10 V. (Dla diody pomiar charaktetysytyki w kierunku przewodzenia ogranicz do zakresu 0-1,5 V).

2.    Odwróć podłączenie zasilacza (zamień bieguny plus na minus i minus na plus) i powtórz pomiary z punktu 1.

3.    Następnie sporządź 3 wykresy charakterystyk nanosząc wartości zmierzone w punktach 1 i 2. Jeśli na wykresie nie widać wyraźnie przebiegu charakterystyki to uzupełnij pomiary dla wartości napięć przypadających pomiędzy zmierzonymi wartościami.

Zanotuj wartość napięcia zasilania żarówki, przy którym wyraźnie świeci.

III.    Opracowanie wyników

1.    Sprawdź, czy istnieje charakteiystyka zbliżona do liniowej. Jeśli istnieje, to wyznacz zależność natężenia prądu od napięcia w postaci relacji:

I - aU + b    (7)

korzystając z metody najmniejszych kwadratów. Nanieś linię prostą zgodną z powyższą zależnością na wykres i oceń, czy punkty pomiarowe dobrze zgadzają się z tą zależnością. Oblicz opór elektryczny przy użyciu wzoru

R = l/a

i oblicz jego niepewność.

2.    Oceń, które charakteiyki spełniają relację (2).

3.    Sporządź dla żarówki wykres zależności ln(I) od In(U). Wyznacz metodą najmniejszych kwadratów relację pomiędzy nimi w postaci równania

ln(j) =a-ln(l/)+6    /g\

uwzględniając tylko wyniki tych pomiarów, przy któiych żarówka świeciła. Narysuj tę linię.

4.    Napisz wnioski. Które elementy spełniają prawo Ohma w postaci równania (1) ? Które elementy spełniają relację symetrii (2) ? Czy dla żarówki słuszna jest proporcja (6) ?

IV.    Pytania kontrolne

1.    Co to jest natężenie prądu ?

2.    Co to jest napięcie elektryczne ?

3.    Co to jest charakterystyka prądowo-napięciowa dwójnika ?

4.    Wyjaśnij prawo Ohma.

5.    Jak wygląda charakterystyka, gdy prawo Ohma jest spełnione ?

6.    Co wynika z równania (2) ?