POLITECHNIKA ŚLĄSKA
W KATOWICACH
WYDZIAŁ IMiM
Kierunek: ZIP
Rok akademicki 2009/10
Ćwiczenie nr8:
BADANIE ZALEŻNOŚCI SIŁY ELEKTROMOTORYCZNEJ OGNIWA OD OBCIĄŻENIA. PRAWA KIRCHHOFFA PRĄDU STAŁEGO.
Grupa ZIP21
Sekcja 10
Bartczak Tomasz
Straszak Bartosz
Katowice 2009
PRZEBIEG ĆWICZENIA:
Zmontować układ pomiarowy wg schematu.
Zamknąć wyłącznik K. Ustawić dowolną wartość regulowanego oporu R i zmierzyć napięcie na zaciskach ogniwa oraz natężenie prądu płynącego w obwodzie.
Pomiary opisane w pkt.1 powtórzyć kilkunastokrotnie dla różnych wartości oporu R, tak aby wartość natężenia rejestrowanego prądu zmieniała się od wartości maksymalnej do zera. Zanotować zakresy pomiarowe i klasy użytych mierników.
Otrzymane wyniki :
R[Ω] |
U [V] |
I [mA] |
40000 |
9,2 |
0,27 |
50000 |
9,4 |
0,23 |
60000 |
9,6 |
0,20 |
70000 |
9,6 |
0,18 |
80000 |
9,8 |
0,16 |
90000 |
9,8 |
0,15 |
100000 |
10,0 |
0,13 |
Obliczenie niepewności dla otrzymanych wyników :
Amperomierz: kl = 1 , zakres = 0,3 mA
Woltomierz kl = 1 , zakres = 10 V
Opornik kl = 0,05 , zakres = 99999,9 Ω
dla amperomierza : 
dla woltomierza : 
dla opornika 
Wykres zależności mierzonego napięcia U od natężenia pobieranego prądu J - wykres 1
Obliczenie metodą najmniejszych kwadratów współczynników kierunkowych prostej aproksymującej wykres zależności mierzonego napięcia U od natężenia pobieranego prądu J:
0,40159
0,07787
Prosta aproksymująca ma postać :
U = -5,5·I + 10,65
Powołując się na PRAWO OHMA 
wyznaczam rezystancję wewnętrzną rw badanego fotoogniwa, która jest stosunkiem napięcia do natężenia, czyli tg kąta nachylenia prostej aproksymującej do osi Y, a której wartość wynosi:
Wartość SEM równa jest napięciu na zaciskach ogniwa gdy nie płynie prąd w obwodzie zewnętrznym, czyli jest to napięcie przy natężeniu równym 0[A] i jest ona równa wartości współczynnika b prostej aproksymującej:
DANE DO WYKRESÓW P=UJ ORAZ P'=(E-U)J:
P'=(E-U)J[mW] |
P=UJ[mW] |
0,393 |
2,48 |
0,288 |
2,16 |
0,211 |
1,92 |
0,190 |
1,73 |
0,137 |
1,57 |
0,128 |
1,47 |
0,085 |
1,30 |
Wyznaczenie niepewności wyników zaznaczonych na wykresie za pomocą różniczki zupełnej :
ΔP |
|
0,0546 |
0,02264 |
0,0512 |
0,01924 |
0,0488 |
0,01684 |
0,0468 |
0,01484 |
0,0454 |
0,01344 |
0,0444 |
0,01244 |
0,0430 |
0,01104 |
Wnioski :
Celem wykonanego przez nas ćwiczenia było badanie zależności siły elektromotorycznej ogniwa w zależności od obciążenia.
Dokładność wykonanych pomiarów uwarunkowana była dokładnością dysponowanego przez nas sprzętu - mierników tj. woltomierza oraz amperomierza, oraz błędów przy odczycie tzw. zjawisko paralaksy.
