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

1. 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 :

.

2. 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=1609,3
		R2=6390,7
	Dla baterii	R1=2041,4
		R2=5958,6
6 000
Dla ogniwa Westona	R1=1209,1
		R2=4790,9
	Dla baterii	R1=1531,0
		R2=4469,0

3. Obliczenia

• Wyznaczamy siłę elektromotoryczną
  .gdzie
  = 1,0183V

Dla 10 000Ω

.
=
= 1,2926 V

Dla 8 000Ω

.
=
= 1,2917 V

Dla 6 000Ω

.
=
= 1,2894 V

• Obliczamy wartość średnią

1,2912 V

• Obliczamy odchylenie standardowe

• Ostateczny wynik:

V

4. Wnioski

Siła elektromotoryczna badania ogniwa wynosi
V.

Obliczona wartość jest obarczona dość małą granicą błędu, co pozwala sądzić iż metoda kompensacyjna jest stosunkowo dokładną metodą wyznaczania siły elektromotorycznej.

Nieznane ogniwo posiadało SEM = 1,5 V, co oznacza, że bateria była częściowo rozładowana.