Badanie żarówki. Sprawdzenie słuszności prawa Ohma, zdejmowanie charakterystyki prądowo-napięciowej.

Transkrypt

1 Badanie żarówki. Sprawdzenie słuszności prawa Ohma, zdejmowanie charakterystyki prądowo-napięciowej. Sprawdzenie słuszności prawa Stefana Boltzmanna dla metalowego drucika żarówki cz.1 i cz.2 I LO im. Stefana Żeromskiego w Lęborku 13 maja 2012

2 Charakterystyka prądowo-napięciowa opornika Instrukcja do doświadczenia 1 Na początek zbudować obwód elektryczny pozwalający sprawdzić słuszność prawa Ohma dla przykładowego rezystora. Natężenie prądu w obwodzie można ustawić np. co 0, 1A i odczytywać wartości napięcia pokazywanego przez woltomierz.

3 Charakterystyka prądowo-napięciowa opornika Instrukcja do doświadczenia 1 Na początek zbudować obwód elektryczny pozwalający sprawdzić słuszność prawa Ohma dla przykładowego rezystora. Natężenie prądu w obwodzie można ustawić np. co 0, 1A i odczytywać wartości napięcia pokazywanego przez woltomierz. 2 Następnie z tych danych sporządzić wykres I = f (U).

4 Charakterystyka prądowo-napięciowa opornika Instrukcja do doświadczenia 1 Na początek zbudować obwód elektryczny pozwalający sprawdzić słuszność prawa Ohma dla przykładowego rezystora. Natężenie prądu w obwodzie można ustawić np. co 0, 1A i odczytywać wartości napięcia pokazywanego przez woltomierz. 2 Następnie z tych danych sporządzić wykres I = f (U). 3 Na podstawie otrzymanego wykresu (papier milimetrowy lub wykres wykonany w arkuszu kalkulacyjnym) z nachylenia wykresu(zależność liniowa postaci U = ai + b) wyznaczyć nieznany opór rezystora i sprawdzić słuszność prawa Ohma.

5 Charakterystyka prądowo-napięciowa opornika Instrukcja do doświadczenia 1 Na początek zbudować obwód elektryczny pozwalający sprawdzić słuszność prawa Ohma dla przykładowego rezystora. Natężenie prądu w obwodzie można ustawić np. co 0, 1A i odczytywać wartości napięcia pokazywanego przez woltomierz. 2 Następnie z tych danych sporządzić wykres I = f (U). 3 Na podstawie otrzymanego wykresu (papier milimetrowy lub wykres wykonany w arkuszu kalkulacyjnym) z nachylenia wykresu(zależność liniowa postaci U = ai + b) wyznaczyć nieznany opór rezystora i sprawdzić słuszność prawa Ohma. 4 Korzystając z metody najmniejszych kwadratów znaleźć współczynniki a i b dla prostej doświadczalnej.

6 Charakterystyka prądowo-napięciowa opornika Przykładowy obwód do badań charakterystyki prądowo-napięciowej ma następującą postać przedstawioną na rysunku.

7 Charakterystyka prądowo-napięciowa opornika R = (1, 027 ± 0, 007)Ω; b = (10 ± 5) 10 3 V

8 Charakterystyka prądowo-napięciowa żarówki Instrukcja do doświadczenia 1 Na początek zbudować obwód elektryczny bardzo podobny jak w pierwszym doświadczeniu. W miejsce opornika wstawić żarówkę 2,5 V lub inną.

9 Charakterystyka prądowo-napięciowa żarówki Instrukcja do doświadczenia 1 Na początek zbudować obwód elektryczny bardzo podobny jak w pierwszym doświadczeniu. W miejsce opornika wstawić żarówkę 2,5 V lub inną. 2 Następnie z zebranych danych sporządzić wykres I = f (U).

10 Charakterystyka prądowo-napięciowa żarówki Instrukcja do doświadczenia 1 Na początek zbudować obwód elektryczny bardzo podobny jak w pierwszym doświadczeniu. W miejsce opornika wstawić żarówkę 2,5 V lub inną. 2 Następnie z zebranych danych sporządzić wykres I = f (U). 3 Korzystając z wykresu ustalić wartość natężenia prądu, przy którym zaczyna się świecenie żarówki i wyjaśnić nieliniowość charakterystyki prądowo-napięciowej badanej żarówki.

11 Charakterystyka prądowo-napięciowa żarówki Instrukcja do doświadczenia 1 Na początek zbudować obwód elektryczny bardzo podobny jak w pierwszym doświadczeniu. W miejsce opornika wstawić żarówkę 2,5 V lub inną. 2 Następnie z zebranych danych sporządzić wykres I = f (U). 3 Korzystając z wykresu ustalić wartość natężenia prądu, przy którym zaczyna się świecenie żarówki i wyjaśnić nieliniowość charakterystyki prądowo-napięciowej badanej żarówki. 4 Korzystając z metody najmniejszych kwadratów znaleźć współczynniki a i b dla prostej doświadczalnej.

12 Charakterystyka prądowo-napięciowa żarówki Przykładowy obwód do badań charakterystyki prądowo-napięciowej żarówki ma następującą postać przedstawioną na rysunku.

13 Charakterystyka prądowo-napięciowa żarówki

14 Charakterystyka żarówki Zależność oporu R żarówki od płynącego przez nią prądu elektrycznego.

15 Charakterystyka żarówki - dokładna analiza 1 Zależność I = f (U) - charakterystyka prądowo-napięciowa. 2 Zależność oporu R żarówki od płynącego przez nią prądu elektrycznego-precyzyjniej(czerwony obszar)

16 Chłodna żarówka, czyli małe prądy Wyznaczenie oporu Opór wyznaczamy korzystając z metody najmniejszych kwadratów R 0 = (0, 826 ± 0, 008)Ω; b = ( 0, 06 ± 0, 2) 10 3 V α = 4, K - dla wolframu

17 Zależność strat mocy w funkcji temperatury

18 Zależność dla badanej żarówki ln(p) = ln(t) Wyznaczyć korzystając z metody najmniejszych kwadratów współczynnik nachylenia prostej z obszaru liniowości jak na wykresie