Pracownia zyczna I (du»a) C1 - Cechowanie termopary i termistora. Marcin Abram

Podobne dokumenty
2.1 Cechowanie termopary i termistora(c1)

Zasilacz stabilizowany 12V

Cechowanie termopary i termistora

Metody numeryczne. Wst p do metod numerycznych. Dawid Rasaªa. January 9, Dawid Rasaªa Metody numeryczne 1 / 9

LXV OLIMPIADA FIZYCZNA ZAWODY III STOPNIA

WFiIS Imi i nazwisko: Rok: Zespóª: Nr wiczenia: Fizyka Dominik Przyborowski IV 5 22 J drowa Katarzyna Wolska

wiczenie nr 3 z przedmiotu Metody prognozowania kwiecie«2015 r. Metodyka bada«do±wiadczalnych dr hab. in». Sebastian Skoczypiec Cel wiczenia Zaªo»enia

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 121: Termometr oporowy i termopara

Lab. 02: Algorytm Schrage

Wyznaczenie sprawności grzejnika elektrycznego i ciepła właściwego cieczy za pomocą kalorymetru z grzejnikiem elektrycznym

Funkcje, wielomiany. Informacje pomocnicze

WICZENIE 2 Badanie podstawowych elementów pasywnych

Programowanie wspóªbie»ne

Wyznaczanie krzywej rotacji Galaktyki na podstawie danych z teleskopu RT3

LXIV OLIMPIADA FIZYCZNA ZAWODY III STOPNIA

Cel ćwiczenia: Wyznaczenie szerokości przerwy energetycznej przez pomiar zależności oporności elektrycznej monokryształu germanu od temperatury.

Wykªad 10. Spis tre±ci. 1 Niesko«czona studnia potencjaªu. Fizyka 2 (Informatyka - EEIiA 2006/07) c Mariusz Krasi«ski 2007

W zadaniach na procenty wyró»niamy trzy typy czynno±ci: obliczanie, jakim procentem jednej liczby jest druga liczba,

Koªo Naukowe Robotyków KoNaR. Plan prezentacji. Wst p Rezystory Potencjomerty Kondensatory Podsumowanie

POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA w Kielcach WYDZIAŁ MECHATRONIKI I BUDOWY MASZYN KATEDRA URZĄDZEŃ MECHATRONICZNYCH LABORATORIUM FIZYKI INSTRUKCJA

Zastosowania matematyki

Lekcja 8 - ANIMACJA. 1 Polecenia. 2 Typy animacji. 3 Pierwsza animacja - Mrugaj ca twarz

2 Liczby rzeczywiste - cz. 2

CECHOWANIE TERMOELEMENTU Fe-Mo I WYZNACZANIE PUNKTU INWERSJI

INSTRUKCJA OBSŁUGI WD2250A. WATOMIERZ 0.3W-2250W firmy MCP

In»ynierskie zastosowania statystyki wiczenia

Ćwiczenie nr 5: BADANIE CHARAKTERYSTYK TEMPERATUROWYCH REZYSTANCYJNYCH ELEMENTÓW ELEKTRONICZNYCH

Liniowe równania ró»niczkowe n tego rz du o staªych wspóªczynnikach

TESTER LX 9024 (SYSTEM ALARMOWY IMPULSOWY) INSTRUKCJA OBSŁUGI

Analiza wydajno±ci serwera openldap

Badanie silnika asynchronicznego jednofazowego

Człowiek najlepsza inwestycja FENIKS. Pracownia Fizyczna ćwiczenie PF-3: Cechowanie termopary i termistora. Opór zastępczy układu oporników.

1 Metody iteracyjne rozwi zywania równania f(x)=0

Badania radiograficzne rentgenowskie złączy spawanych o różnych grubościach według PN-EN 1435.

Lekcja 12 - POMOCNICY

Lekcja 9 - LICZBY LOSOWE, ZMIENNE

ARYTMETYKA MODULARNA. Grzegorz Szkibiel. Wiosna 2014/15

1 Bª dy i arytmetyka zmiennopozycyjna

i, lub, nie Cegieªki buduj ce wspóªczesne procesory. Piotr Fulma«ski 5 kwietnia 2017

CAŠKOWANIE METODAMI MONTE CARLO Janusz Adamowski

Rachunek ró»niczkowy funkcji jednej zmiennej

Właściwości materii - powtórzenie

przewidywania zapotrzebowania na moc elektryczn

Udoskonalona wentylacja komory suszenia

Funkcje. Šukasz Dawidowski. 25 kwietnia 2016r. Powtórki maturalne

Laboratorium z Konwersji Energii. Ogniwo fotowoltaiczne

MATEMATYKA 4 INSTYTUT MEDICUS FUNKCJA KWADRATOWA. Kurs przygotowawczy na studia medyczne. Rok szkolny 2010/2011. tel

3. (8 punktów) EGZAMIN MAGISTERSKI, Biomatematyka

Ekonometria. wiczenia 1 Regresja liniowa i MNK. Andrzej Torój. Instytut Ekonometrii Zakªad Ekonometrii Stosowanej

Wykªad 7. Ekstrema lokalne funkcji dwóch zmiennych.

Podstawy modelowania w j zyku UML

ARYTMETYKA MODULARNA. Grzegorz Szkibiel. Wiosna 2014/15

Metodydowodzenia twierdzeń

I B. EFEKT FOTOWOLTAICZNY. BATERIA SŁONECZNA

Proste modele o zªo»onej dynamice

Arkusz maturalny. Šukasz Dawidowski. 25 kwietnia 2016r. Powtórki maturalne

Pomiar mocy pobieranej przez napędy pamięci zewnętrznych komputera. Piotr Jacoń K-2 I PRACOWNIA FIZYCZNA

1 Trochoidalny selektor elektronów

Termodynamika. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki II rok inż. Pomiar temperatury Instrukcja do ćwiczenia

HiTiN Sp. z o. o. Przekaźnik kontroli temperatury RTT 4/2 DTR Katowice, ul. Szopienicka 62 C tel/fax.: + 48 (32)

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

Rys1 Rys 2 1. metoda analityczna. Rys 3 Oznaczamy prdy i spadki napi jak na powyszym rysunku. Moemy zapisa: (dla wzłów A i B)

Macierze. 1 Podstawowe denicje. 2 Rodzaje macierzy. Denicja

Lekcja 9 Liczby losowe, zmienne, staªe

EFEKTYWNE UŻYTKOWANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Harmonogramowanie projektów Zarządzanie czasem

Spis zawartości Lp. Str. Zastosowanie Budowa wzmacniacza RS485 Dane techniczne Schemat elektryczny

Wzmacniacze. Rozdzia Wzmacniacz m.cz

ARYTMETYKA MODULARNA. Grzegorz Szkibiel. Wiosna 2014/15

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

MiASI. Modelowanie systemów informatycznych. Piotr Fulma«ski. 18 stycznia Wydziaª Matematyki i Informatyki, Uniwersytet Šódzki, Polska

ST SPECYFIKACJA TECHNICZNA ROBOTY GEODEZYJNE. Specyfikacje techniczne ST Roboty geodezyjne

1 Elektrostatyka. 1.1 Wst p teoretyczny

PODSTAWY METROLOGII ĆWICZENIE 4 PRZETWORNIKI AC/CA Międzywydziałowa Szkoła Inżynierii Biomedycznej 2009/2010 SEMESTR 3

Zastosowania matematyki

Aproksymacja funkcji metod najmniejszych kwadratów

Modele liniowe i mieszane na przykªadzie analizy danych biologicznych - Wykªad 6

Metody dowodzenia twierdze«

Wektory w przestrzeni

Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia II. Wyznaczanie charakterystyk statycznych czujników temperatury

Ekonometria - wykªad 8

Wykªad 6: Model logitowy

Podstawa prawna: Ustawa z dnia 15 lutego 1992 r. o podatku dochodowym od osób prawnych (t. j. Dz. U. z 2000r. Nr 54, poz. 654 ze zm.

Ekonometria. wiczenia 8 Modele zmiennej jako±ciowej. Andrzej Torój. Instytut Ekonometrii Zakªad Ekonometrii Stosowanej

Termodynamika. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki I rok inż. Pomiary temperatury Instrukcja do ćwiczenia

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Temperaturowa charakterystyka termistora typu NTC

Caªkowanie numeryczne - porównanie skuteczno±ci metody prostokatów, metody trapezów oraz metody Simpsona

2) Drugim Roku Programu rozumie się przez to okres od 1 stycznia 2017 roku do 31 grudnia 2017 roku.

Ekonometria. wiczenia 7 Modele nieliniowe. Andrzej Torój. Instytut Ekonometrii Zakªad Ekonometrii Stosowanej

Termostaty V2, V4 i V8 Regulatory temperatury bezpo redniego działania F CHARAKTERYSTYKA:

7. REZONANS W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH

Matematyka 1. Šukasz Dawidowski. Instytut Matematyki, Uniwersytet l ski

Interpolacja Lagrange'a, bazy wielomianów

Ćwiczenie: "Ruch harmoniczny i fale"

Od redakcji. Symbolem oznaczono zadania wykraczające poza zakres materiału omówionego w podręczniku Fizyka z plusem cz. 2.

Zagadnienia na wej±ciówki z matematyki Technologia Chemiczna

Przetwornik temperatury TxBlock-USB

ZMIANY W EMERYTURACH Z FUNDUSZU UBEZPIECZEŃ SPOŁECZNYCH OD DNIA R.

KLUCZ PUNKTOWANIA ODPOWIEDZI

Przetwarzanie bazuj ce na linii opó niaj cej

Transkrypt:

Pracownia zyczna I (du»a) C1 - Cechowanie termopary i termistora Marcin Abram 11 kwietnia 2007

Pracownia zyczna I - do±wiadczenie C1 - Marcin Abram 1 1 Plan pracy 1. Czynno±ci wst pne: - identykacja wszystkich przyrz dów potrzebnych do prawidªowego przeprowadzenia do±wiadczenia (termopary, termistora typu NTC, miliwoltomierza, omomierza, termometru, grzejnika, zlewki i lejka), - odpowiednie zmontowanie zestawu do±wiadczalnego: rozkruszenie lodu, umieszczenie go w lejku, zalanie wod, postawienie zlewki z wod na grzaªce, podª czenie termopary do miliwoltomierza oraz termistora do omomierza. - Sprawdzenie warto±ci napi cia i oporu na miernikach, gdy ró»nica temperatur mi dzy zª czami termopary i termistora wynosi 0, - Odczytanie temperatury otoczenia. 2. Ogrzewanie wody: - wªo»y jeden koniec termopary i termistora do lejka z lodem, drugi do zlewki z wod, któr mo»na ogrzewa, - wªo»y termometr do zlewki z wod i poczeka na ustalenie si temperatury, - odczyta wskazania termometru i mierników elektrycznych, - rozpocz podgrzewanie zlewki z wod notuj c wyniki pomiarów co 2 stopnie C, a» do osi gni cia temperatury wody 100%. 3. Ochªadzanie wody: - wyª czy grzejnik, - poczeka do ochªodzenia si wody w zlewce notuj c wyniki pomiarów co 2 stopnie C. Wod w zlewce od czasu do czasu miesza. 4. Uporz dkowanie stanowiska pracy, wytarcie naczy«i przyrz dów z wody. 2 Wst p teoretyczny 2.1 Podstawowe efekty termoelektryczne Do±wiadczenie z wykorzystaniem termopary i termistora opiera si na zjawisku zycznym, zachodz cym w przypadku, gdy stykaj si dwa metale, stopy lub póªprzewodniki o ró»nych temperaturach. Zjawisko Seebecka: Z powodu ró»nic w koncentracji elektronów w poszczególnych materiaªach i energii tych»e elektronów, na styku materiaªów pojawia si niezerowy potencjaª kontaktowy. Ró»nica za± potencjaªów powoduje,»e przez zª cze zaczyna pªyn pr d elektryczny. Warto± napi cia i nat»enia pr du ro±nie liniowo wraz ze wzrostem ró»nicy temperatur.

Pracownia zyczna I - do±wiadczenie C1 - Marcin Abram 2 Zjawisko Peltiera Mo»na odwróci zjawisko Seebecka. Zamiast obserwowa jaki pr d pªynie pomi dzy dwoma materiaªami umieszczonymi w ró»nych temperaturach, mo»na samemu zacz przepuszcza przez zª cze pomi dzy ró»nymi materiaªami pr d elektryczny. W zale»no±ci od doboru materiaªów, kierunku i nat»enia pr du na jednym ze styków b dzie wydzielaªo si ciepªo, na drugim za± b dzie ono pochªaniane. Zjawisko Thompsona Aby zaobserwowa powy»sze zjawiska nie trzeba mie styku dwóch ró»nych materiaªów. Je±li u»yje si jednorodnego przewodnika, przez który zacznie pªyn pr d, a ko«ce tego przewodnika maj ró»ne temperatury, to b dzie mo»na zaobserwowa wydzielanie lub pochªanianie ciepªa na ko«cach przewodnika. 2.2 Zasada dziaªania termopary i termistora Termopara Termopara jest to ogniwo termoelektryczne. Skªada si z dwóch przewodników poª czonych w dwóch miejscach. Je±li ko«cówki termopary b d miaªy ró»ne temperatury, przez zª cza zacznie pªyn pr d elektryczny. Napi cie tego pr du zale»y liniowo od ró»nicy temperatur i wyra»a si wzorem: U = (T1 T2) (1) gdzie jest staª termopary, T1 to temperatura jednego ko«ca termopary, a T2 drugiego. Termistor: W przeciwie«stwie do termopary, w której napi cie na zª czach zale»aªo liniowo od ró»nicy temperatur, termistor pokazuje nieliniow zale»no± mi dzy oporem, a ró»nic temperatur. Wyró»nia si 3 rodzaje termistorów: 1. NTC jego opór maleje wraz ze wzrostem temperatury, 2. PTC jego opór ro±nie wraz ze wzrostem temperatury (znacznie szybciej ni» dla zwykªych metali), 3. CTR jego opór w pewnym przedziale temperaturowym zmienia si prawie skokowo, dla innych przedziaªów termistor ten zachowuje si jak typu NTC. W do±wiadczeniu, które omawia ta praca, u»ywaªem termistora NTC. Dlatego skupi si na omawianiu wªa±nie jego. Zale»no± oporu od temperatury w termistorze typu NTC dana jest wzorem: R(T ) = R0e W=2kT (2) gdzie R0 to pewna staªa termistora, W to szeroko± pasma zabronionego póªprzewodnika, T to temperatura termistora, a k to staªa Boltzmana równa 1; 3807 10 23 (J=K).

Pracownia zyczna I - do±wiadczenie C1 - Marcin Abram 3 2.3 Wzory na regresj liniow Regresj liniow stosuje si do wyznaczenia wspóªczynników i, je±li mierzone wielko±ci zyczne x, y s zwi zane zale»no±ci : y = x + Regresja liniowa: Nale»y j stosowa w przypadku, kiedy nie znane s niepewno±ci poszczególnych pomiarów lub w przypadku, gdy s to tylko niepewno±ci systematyczne. Wzory na ±redni warto± i wyra»aj si wzorami: n P n = i=1 x P n iy i i=1 x P n i i=1 y i n P n i=1 x2 i (P n i=1 x i) 2 (3) P n = i=1 y i P n i=1 x i (4) n gdzie n oznacza liczb pomiarów w serii, a x i i y i oznaczaj i-ty pomiar odpowiednio warto±ci zycznej x i y. Korzystaj c z tych samych oznacze«, mo»na poda wzory pomocne przy obliczaniu niepewno±ci obliczonych warto±ci i : = s P n n i=1 y2 i P n i=1 x iy i P n i=1 y i n 2 n P n i=1 x2 i (P n i=1 x i) 2 (5) = rp n i=1 x2 i n 3 Cz ± praktyczna Do±wiadczenie F3, które przeprowadziªem 28 marca 2007 r. w Instytucie Fizyki UJ, polegaªo na wyznaczeniu staªych, charakteryzuj cych termopar (staªa termopary) i termistor (staª termistora i szeroko± pasma zabronionego póªprzewodnika, z którego termistor byª zbudowany). Do dyspozycji miaªem: - termopar i termistor, - termometr, miliwoltomierz i omomierz, - grzejnik elektryczny, zlewki, lejek, lód i wod. Nale»aªo do pierwszej zlewki wla mieszanin lodu i wody. Po odczekaniu na ustalenie si równowagi, temperatura tej mieszaniny ustaliªa si na 0 C. Do drugiej zlewki nale»aªo wla wody i postawi j na grzejniku elektrycznym. W zlewce tej nale»aªo umie±ci termometr, termistor i jedn stron termopary. Drugi koniec termopary nale»aªo umie±ci w zlewce pierwszej, z mieszanin wody i lodu. Po odpowiednim podª czeniu miliwoltomierza i omomierza mo»na byªo odczytywa opór termistora przy danej temperaturze wody oraz napi cie mi dzy (6)

Pracownia zyczna I - do±wiadczenie C1 - Marcin Abram 4 T ( C) U (V ) R (k) T ( C) U (V ) R (k) 25 0; 080 11; 10 65 0; 240 2; 40 27 0; 085 10; 30 67 0; 250 2; 21 29 0; 095 9; 70 69 0; 260 2; 03 31 0; 100 9; 00 71 0; 270 1; 92 33 0; 110 8; 30 73 0; 275 1; 82 35 0; 120 7; 60 75 0; 285 1; 68 37 0; 125 7; 10 77 0; 295 1; 58 39 0; 135 6; 40 79 0; 305 1; 49 41 0; 145 5; 90 81 0; 315 1; 40 43 0; 150 5; 60 83 0; 325 1; 30 45 0; 160 5; 10 85 0; 330 1; 22 47 0; 165 4; 70 87 0; 340 1; 15 49 0; 175 4; 30 89 0; 350 1; 07 51 0; 185 4; 00 91 0; 360 1; 00 53 0; 195 3; 70 93 0; 370 0; 95 55 0; 200 3; 50 95 0; 375 0; 89 57 0; 210 3; 20 97 0; 385 0; 81 59 0; 215 3; 00 99 0; 395 0; 77 61 0; 225 2; 75 100 0; 400 0; 75 63 0; 235 2; 57 101 0; 410 0; 67 Tablica 1: Wyniki pomiaru napi cia i oporu podczas podgrzewania ko«cami termopary w zale»no±ci od ró»nicy mi dzy wod w zlewce drugiej, a mieszanin wody i lodu w zlewce pierwszej. Przebieg do±wiadczenia mo»na podzieli na dwie cz ±ci. Pierwszy to ogrzewanie wody w zlewce nr 2, drugie to jej ochªadzanie do temperatury bliskiej otoczenia. Co 2 C nale»aªo odczytywa wskazania miliwoltomierza i omomierza. Zale»no± napi cia mi dzy ko«cami termopary i rezystancji na termistorze od temperatury wody w zlewce nr 2 podczas jej podgrzewania zgromadziªem w tabeli 1. Podczas ochªadzania za± w tabeli 2. 3.1 Termopara Wykonaªem wszystkie czynno±ci wyszczególnione w planie pracy: - wªo»yªem jeden koniec termopary i termistora do lejka z lodem, drugi do zlewki z wod, któr mo»na byªo ogrzewa, - wªo»yªem termometr do zlewki z wod i poczekaªem na ustalenie si temperatury, - odczytaªem wskazania termometru i mierników elektrycznych, - rozpocz ªem podgrzewanie zlewki z wod notuj c wyniki pomiarów co 2 stopnie C, a» do osi gni cia temperatury wody 100%, - wyª czyªem grzejnik, - poczekaªem do ochªodzenia si wody w zlewce notuj c wyniki pomiarów co 2 stopnie C. Wod w zlewce od czasu do czasu mieszaªem.

Pracownia zyczna I - do±wiadczenie C1 - Marcin Abram 5 T ( C) U (V ) R (k) T ( C) U (V ) R (k) 95 0; 360 0; 77 63 0; 235 2; 44 93 0; 370 0; 84 61 0; 225 2; 66 91 0; 370 0; 87 59 0; 220 2; 84 89 0; 360 0; 93 57 0; 215 3; 04 87 0; 350 0; 99 55 0; 205 3; 29 85 0; 340 1; 08 53 0; 195 3; 54 83 0; 325 1; 16 51 0; 185 3; 81 81 0; 320 1; 24 49 0; 180 4; 18 79 0; 305 1; 35 47 0; 175 4; 48 77 0; 295 1; 45 45 0; 165 4; 81 75 0; 290 1; 52 43 0; 155 5; 27 73 0; 275 1; 68 41 0; 145 5; 69 70 0; 265 1; 88 39 0; 130 6; 22 69 0; 260 1; 94 37 0; 120 6; 64 67 0; 250 2; 09 34 0; 100 7; 44 65 0; 245 2; 25 33 0; 105 7; 68 Tablica 2: Wyniki pomiaru napi cia i oporu podczas ochªadzania Zgodnie z wzorem 1, zale»no± mi dzy napi ciem wytwarzanym na zª czu od ró»nicy temperatur mi dzy ko«cami termopary jest liniowa. Jako,»e w zlewce nr 1 znajdowaªa si mieszanina wody i lodu o temperaturze 0 C, to jako ró»nic temperatur mi dzy zlewkami mog przyj pomiar temperatury w stopniach Celsjusza wody w zlewce nr 2. Wtedy wzór 1 mog zapisa jako: U = T + (7) gdzie to szukany wspóªczynnik termopary, a powinno w granicach bª du wynosi 0. Korzystaj c z danych zgromadzonych w tabeli 1 oraz tabeli 2 narysowaªem 1 zale»no± napi cia mi dzy ko«cówkami termopary w zale»no±ci od ró»nicy temperatur o±rodków, w których znajdowaªy si te ko«cówki (patrz rys. 1). Parametry i ze wzoru 7 mo»na wyznaczy korzystaj c z wzorów na regresj liniow (patrz wzory 4 6). Wynosz one, po odpowiednich obliczeniach: Dla ogrzewania wody: = 4; 31 10 3 (V=T ) = 0; 03 10 3 (V=T ) = 0; 034 (V ) = 0; 002 (V ) 1 Wszystkie wykresy w tym dokumencie wykonaªem dzi ki programowi Orgin v7.5

Pracownia zyczna I - do±wiadczenie C1 - Marcin Abram 6 Rysunek 1: Zale»no± napi cia mi dzy ko«cówkami termopary w zale»no±ci od ró»nicy temperatur o±rodków, w których znajdowaªy si te ko«cówki. Dla ochªadzania wody: = 4; 39 10 3 (V=T ) = 0; 06 10 3 (V=T ) Termistor Ogrzewanie wody = 0; 039 (V ) = 0; 004 (V ) Zgodnie z wzorem 2, zale»no± mi dzy rezystancj termistora, a temperatur, w której si znajduje nie jest liniowa. Obrazuje to rys 2. Jednak po zlogarytmowaniu tego wzoru i prostym przeksztaªceniu otrzyma mo»na zale»no± liniow logarytmu warto±ci oporu od odwrotno±ci temperatury w kelwinach (patrz rys 3): ln(r) = W 2k 1 T + ln(r 0) (8) gdzie mo»na poªo»y : := W 2k oraz := ln(r 0). Korzystaj c raz jeszcze z wzorów na regresj liniow (wzory 4 6), mog otrzyma parametry i, oraz ich niepewno±ci:

Pracownia zyczna I - do±wiadczenie C1 - Marcin Abram 7 Rysunek 2: zale»no± mi dzy rezystancj termistora, a temperatur, w której si znajduje podczas ogrzewania wody w zlewce nr 2 Rysunek 3: zale»no± mi dzy logarytmem rezystancji termistora ln(r), a odwrotno±ci temperatury w kelwinach 1=T, w której znajduje si termistor podczas ogrzewania wody w zlewce nr 2

Pracownia zyczna I - do±wiadczenie C1 - Marcin Abram 8 Rysunek 4: zale»no± mi dzy rezystancj termistora, a temperatur, w której si znajduje podczas ochªadzania wody w zlewce nr 2 = W =2k = 4060 = 20 = ln(r0) = 4; 25 = 0; 06 Z powy»szych wzorów mo»na obliczy W = 2k, gdzie k to staªa Boltzmanna wynosz ca 1; 38065 10 23 (J=K) oraz R0 = exp(). Poszczególne niepewno±ci, zgodnie z rachunkiem ró»niczek zupeªnych, wynosz W = 2k oraz R0 = exp( 4; 25). Ostatecznie: Ochªadzanie wody W = 1; 121 0; 006 10 19 (J) = 0; 700 0; 004 (ev ) R0 = 14; 3 0; 9 10 3 () Podobnie jak w powy»szym punkcie wykre±lam zale»no± mi dzy rezystancj termistora, a temperatur, z którego wynika,»e zale»no± ta nie jest liniowa (patrz rys. 4). Jednak po zlogarytmowaniu tego wzoru i prostym przeksztaªceniu mo»na, jak to ju» pokazaªem, doprowadzi do zale»no±ci liniowej logarytmu warto±ci oporu od odwrotno±ci temperatury w kelwinach (patrz rys 5): Korzystaj c raz jeszcze z wzorów na regresj liniow (wzory 4 6), mog otrzyma parametry i, oraz ich niepewno±ci:

Pracownia zyczna I - do±wiadczenie C1 - Marcin Abram 9 Rysunek 5: zale»no± mi dzy logarytmem rezystancji termistora ln(r), a odwrotno±ci temperatury w kelwinach 1=T, w której znajduje si termistor podczas ochªadzania wody w zlewce nr 2 = W =2k = 4204 = 28 = ln(r0) = 4; 74 = 0; 08 Z powy»szych wzorów mo»na obliczy W = 2k oraz R0 = exp( 4; 25). Poszczególne niepewno±ci, zgodnie z rachunkiem ró»niczek zupeªnych, wynosz W = 2k oraz R0 = exp(). Ostatecznie: W = 1; 161 0; 008 10 19 (J) = 0; 725 0; 005 (ev ) R0 = 8; 7 0; 8 10 3 () 4 Interpretacja wyników Ostateczne wyniki jakie otrzymaªem zebraªem w tabeli 3. Wspóªczynnik dla termopary powinien w granicach bª du wynosi 0. Wedªug moich pomiarów tak nie jest. Podejrzewam,»e mogªoby± to wywoªane bª dem systematycznym wywoªanym zªym wycechowaniem miliwoltomierza (jego wskazania byªy stale przesuni te o pewn staª warto± ). Aby wspóªczynnik

Pracownia zyczna I - do±wiadczenie C1 - Marcin Abram 10 termopara termistor Ogrzewanie = 4; 31 0; 03 10 3 (V=T ) W = 0; 700 0; 004 (ev ) = 0; 034 0; 002 (V ) R0 = 14; 3 0; 9 10 3 () Ochªadzanie = 4; 39 0; 06 10 3 (V=T ) W = 0; 725 0; 005 (ev ) = 0; 039 0; 004 (V ) R0 = 8; 7 0; 8 10 3 () Tablica 3: Wyniki pomiaru napi cia i oporu podczas podgrzewania byª równy w granicach bª du 0 nale»aªoby pomniejszy ka»dy zmierzony wynik na miliwoltomierzu o warto± równ okoªo 0; 035 (V ). Istnieje do± du»a rozbie»no± pomi dzy pomiarami dla termistora w przypadku ogrzewania próbki z wod, a w przypadku jej ochªadzania. Podczas ogrzewania pomiary wykonywaªem w nast puj cej kolejno±ci: najpierw sprawdzaªem temperatur wskazywan przez termometr, nast pnie odczytywaªem wskazania miliwoltomierza, a na ko«cu wskazania omomierza. Podczas ogrzewania wody jej temperatura do± szybko si zmieniaªa, tak,»e czas, jaki upªywaª pomi dzy zanotowaniem temperatury wody, a wskazaniem omomierza mógª powodowa bª d systematyczny pomiaru. Ochªadzanie byªo procesem du»o wolniejszym, postuluje wi c,»e wyniki uzyskane w drugiej cz ±ci do±wiadczenia mog by bli»sze prawdzie. Dodatkowym czynnikiem powoduj cym rozbie»no± mi dzy wynikami w I, a II cz ±ci do±wiadczenia mogªoby by nieuwzgl dnienie bezwªadno±ci, jak wykazywaª termometr rt ciowy. Podczas do± szybkiego ogrzewania wody mógª wskazywa o kilka stopni mniejsz temperatur ni» w rzeczywisto±ci. Termistor maj cy maª bezwªadno± wskazywaª opór dla troch innej temperatury ni» termometr. Uwzgl dnienie podczas ogrzewania bezwªadno±ci termometru rz du 3 stopni Celsjusza pozwoliªoby ju» na zbli»enie si wyników pierwszej serii do drugiej. Przyjmuj tu,»e podczas ochªadzania, które przebiegaªo du»o wolniej ni» ogrzewanie, bezwªadno± termometru mo»na byªoby zaniedba. Prawdziwsze s wi c wyniki drugiej serii pomiarowej. Po dyskusji bª dów dochodz do wniosku,»e bli»sze prawdzie wyniki uzyskaªem podczas drugiej serii pomiarów, tj. podczas ochªadzania zlewki nr 2 z wod. Porównuj c uzyskan warto± przerwy energetycznej (W ) z warto±ciami przerw energetycznych ró»nych póªprzewodników w [2], wnioskuj,»e termistor mógªby by zbudowany z germanu (W g = 0; 67 (ev )) lub z antymonku galu (W ag = 0; 67 3(eV )). Nie mog jednak by tego pewny, poniewa» cz sto termistory s ró»nego rodzaju stopami, a domieszki ró»nych pierwiastków mog zwi ksza lub zmniejsza warto± przerwy energetycznej. Literatura [1] Andrzej Magiera i inni, I Pracownia Fizyczna, Kraków, wyd. Instytut Fizyki Uniwersytet Jagiello«ski, 2006, ISBN: 83-7308-763-X [2] Tablice Fizyczno-Astronomiczne, Warszawa, wyd. Adamantan, 2002, ISBN: 83-7350-010-3 [3] Leslie Lamport, System opracowywania dokumentów LA TE X, Warszawa, wyd. WNT, 2004, ISBN:83-204-2878-5