Nr ćw 202 |
Data
|
Piotr Konieczny Marek Prażyński |
Wydział Informatyki i Zarządzania |
Semestr II |
Grupa |
Prowadzący: dr inż. Robert Hertmanowski |
Przygotowanie |
Wykonanie |
Ocena |
Wyznaczanie siły elektromotorycznej ogniw metodą kompensacji
Podstawy teoretyczne
Źródłami siły elektromotorycznej nazywamy urządzenia zdolne do wytwarzania różnic potencjałów pomiędzy dwoma punktami . Do źródeł SEM zaliczamy ogniwa , baterie i prądnice . Wewnątrz źródła ładunki dodatnie przemieszczają się w kierunku od potencjału ujemnego do potencjału dodatniego.
Zatem źródło SEM musi być zdolne do wykonywania pracy na zwiększenie energii ładunków , które do niego dopływają . Jeśli przeniesienie ładunku dq związane jest z wykonaniem pracy dW , wówczas SEM źródła prądu zdefiniowane jest następująco :
Jednostką SEM jest wolt .
Rzeczywiste źródła SEM posiadają opór wewnętrzny r.
Jeżeli ze źródła czerpiemy prąd i to różnica potencjałów Uz na zaciskach jest mniejsza od SEM
Uz = - ri .Do pomiaru SEM nie można więc użyć woltomierza ponieważ pobiera on pewną ilość prądu . SEM mierzy się metodą kompensacyjną . Schemat układu kompensacyjnego przedstawiony jest poniżej :
Stosując do tego układu II prawo Kirchhoffa (oczko abcd ) otrzymujemy :
.
Gdy w wyniku zmian oporów R1 i R2 osiągniemy wartość I2 = 0 wówczas powyższe równanie przyjmie postać :
.
Wstępnie w układzie wykorzystuje się wzorcowe ogniwo Westona , którego SEM wynosi 0=1.0183V .
Ogniwo Westona :
W drugiej części ćwiczenia ogniwo wzorcowe zastępuje się badanym ( SEM jest równe x ). W analogiczny sposób otrzymujemy równanie :
.
SEM nieznanego ogniwa :
.
Wyniki pomiarów
Pomiary
10 000 |
|
Dla ogniwa Westona |
R1=2010,0 |
|
R2=79810,0 |
Dla baterii |
R1=2551,5 |
|
R2=7448,5 |
8 000 |
|
Dla ogniwa Westona |
R1=16093 |
|
R2=63907 |
Dla baterii |
R1=59586 |
|
R2=20414 |
6 000 |
|
Dla ogniwa Westona |
R1=12091 |
|
R2=47909 |
Dla baterii |
R1=15310 |
|
R2=44690 |
Obliczenia
(26.7).
Obliczyć wartości średnie dla każdego ogniwa i odchylenia standardowe średnich.
Zaokrąglić i zestawić wyniki i błędy.
Wyznaczamy siłę elektromotoryczną
.gdzie
= 1,0183V
|
|
|
ogniwa Westona |
|
|
Dla baterii |
|
|
Obliczyć siły elektromotoryczne nieznanych ogniw ze wzoru
Dla 10 000Ω
.
=
= 1,292633059701493 V
Dla 8 000Ω
.
=
= 3,770361262660784 V
Dla 6 000Ω
.
=
= 1,28940310975105V
Wnioski