WSTĘP TEORETYCZNY 

 

 

 

 
Siła  elektromotoryczna  jest  siłą  wprawiającą  w  ruch  uporządkowany  nośniki  ładunku  - 
elektrony  (w  metalach)  i  jony  (w  elektrolitach).  Przyczyną  powstawania  siły 
elektromotorycznej mogą być:  

a)  procesy chemiczne - w ogniwach i akumulatorach; 
b)  procesy elektromagnetyczne - w prądnicach prądu stałego i zmiennego;

 

c)  procesy termoelektryczne - w termoogniwach lub termometrach;

 

d)  procesy fotoelektryczne - fotoogniwach.

 

 

Zależność natężenia prądu płynącego w obwodzie ogniwa i rezystora o rezystancji R

Z

 

od siły elektromotorycznej E wyrażona jest prawo Ohma dla odwodu zamkniętego  
 

E = I R

Z 

+ I R

W 

= U + I R

W.

 (1) 

 

Składnik  U  =  I  R

Z

  wyraża  spadek  napięcia  na  rezystancji  zewnętrznej.  Jest  ono 

nazywane napięciem na biegunach źródła prądu, albo krótko napięciem źródła. Składnik I R

W

 

wyraża spadek napięcia na rezystancji R

W

. 

Każde  źródło  prądu  ma  dwie  wielkości  charakterystyczne  (stałe  dla  danego  źródła): 

siłę elektromotoryczną E i rezystancję wewnętrzną R

W

.  

Z równania (1) wynika, że przy obciążeniu źródła (tzn. przy poborze prądu) napięcie 

na rezystancji wewnętrznej  rośnie wraz ze wzrostem  obciążenia, natomiast napięcie na jego 
biegunach  staje  się  mniejsze  od  siły  elektromotorycznej  E  i  to  tym  bardziej,  im  silniej 
obciążone jest źródło prądu. 

U = I R

Z 

< E 

 

 

To  zmniejszanie  się  napięcia  na  biegunach  źródła  wskutek  jego  obciążenia  coraz 

silniejszym prądem nazywamy charakterystyką pracy źródła. 
 

Jedną  z  najprostszych  metod  określenia  siły  elektromotorycznej  jest  metoda 

kompensacyjna,  polegająca  na  porównaniu  mierzonego  napięcia  U

X

 

lub  siły 

elektromotorycznej E

X

 z wartością wzorcową napięcia U

W

 lub siły elektromotorycznej E

W

 na 

podstawie  przepływu  prądu  przez  źródło  tych  napięć  U

N

  lub  siłę  elektromotoryczną  E

N

. 

Wówczas I = 0, czyli IR

W

=0 więc nie ma spadku napięć na rezystancji wewnętrznej źródła. 

Źródło napięć badanego i wzorcowego są połączone przeciwstawnie, a jako wskaźnik prądu 
służy czuły galwanometr G.  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

OBLICZENIA 

 
1. Siła elektromotoryczna: 
 
 
 
          E[mV]                                          I[mA]  U[mV] 

1  943,66 

  2  943,56 

3  943,53 
4  943,44 
5  943,43 
6  943,39 
7  943,38 
8  943,38 
9  943,36 

10  943,37 

Otrzymane wartości należy pomnożyć przez 5 
 
Średnia arytmetyczna siły elektromotorycznej – E

śr

 = 943.38 [mV] 

 
 

Średni błąd kwadratowy  

)

1

(

)

(

2









n

n

E

E

n

śr

n



 , po podstawieniu otrzymujemy wartość  

σ = 0,037 
     
 
2. Charakterystyka pracy źródła: 

 

 

0,5  941,87 
1,0  940,57 
1,5  939,47 
2,0  938,43 
2,5  937,66 

 
 

Rezystancja wewnętrzna: 
 
U = E

śr

 - IR

W

 

 

]

[







I

E

U

R

śr

w

 

 
 
   R

w

  [Ω]       I[mA]

 

0,999  0,5 

0,998 

1 

0,997  1,5 

0,997 

2 

0,996  2,5 

 

 
Moc czerpana ze źródła: 

 

 

Moc wydzielana na rezystancji wewn. źródła: 

 
P = UI  

 

 

 

 

 

P

r

 = (E-U)I 

 
 P[μW]     I[mA]              

 

 

          P

r

[μW]    I[mA] 

 

 
 
 
 

 
 
 

 
 
 
Moc teoretyczna: 
 
P = IE – I

2

R

w   

 

 

 

P

r

 = I

2

R

W

 

 
     [μW] 

 

 

 

       

             [μW] 

 
 
 
 
 
 

 
 
 
 

470,935  0,5 

940,57 

1 

1,41*10

3 

1,5 

1,88*10

3 

2 

2.34*10

3 

2,5 

0,895  0,5 

2,99 

1 

6,09  1,5 

10,02 

2 

14,425  2,5 

471,302  0,5 

941,448 

1 

1,41*10

3 

1,5 

1,88*10

3 

2 

2.35*10

3 

2,5 

0,528  0,5 

2,112 

1 

4,752  1,5 

8,448 

2 

13,2

 

2,5 

 

WNIOSKI 

 

Celem ćwiczenia było zbadanie siły elektromotorycznej  oraz charakterystyki jej pracy. 
Wartość jej jest równa : 
 

E

śr

 = 943,48  [mV] 

                                            
Z wykresu można odczytać,  że przy pobieraniu coraz większego prądu wartość  siły 
elektromotorycznej zaczyna maleć. Także z wykresów zależności mocy od prądu można 
wywnioskować, że moc wzrasta razem z pobieraniem prądu. 
Otrzymane wyniki są obarczone różnymi błędami dlatego też nie są  one dokładne. Na 
dokładność wyników wpływa odczyt napięcia  z woltomierza, a także dokładność ustawienia 
temperatury otoczenia oraz właściwego prądu, który jest potrzebny do dalszych pomiarów.