3

__Ćwiczenia laboratoryjne t fizyki

15.2. Opis układu pomiarowego

Układ do pomiaru siły elektromotorycznej i charakterystyki pracy -źródła pokazano na rys. 15.4. Kompensator KM76 znajduje się w skrzynce, z której dostępne są na zewnątrz potencjometry i zaciski. Potencjometry 1 tworzą pomocniczy kompensator używany do skompensowania napięcia na ogniwie wzorcowym, natomiast potencjometry 8,9 to dzielnik napięcia, którym kompensuje się napięcie na ogniwie «

badanym. Dodatkowy potencjometr 3 służy do kompensacji zmian temperaturowych rezystancji. Kompensator KM76 zasilany jest napięciem o wartości 2 V ze źródła prądu stałego Z. Badane źródło podłącza się do zacisków X,, ogniwo wzorcowe do zacisków oznaczonych £„, a galwanometr do zacisków oznaczonych przez G. leżeli siła elektromotoryczna badanego źródła przewyższa zakres pomiarowy kompensatora, to nie mierzymy jej, lecz przez dzielnik napięcia DN81. Mierzona siła elektromotoryczna jest równa wskazaniu kompensatora pomnożonemu przez mnożnik L podany na dzielniku.

Z=2V E. G

Ryj. 15.4. Układ do pomiaru sity elektromotoryczne) i charakterystyki pracy źródła

15.3. Przeprowadzenie pomiarów

Pomiar siły elektromotoryczne)

1. Połączyć układ zgodnie ze schematem na rys. 15.4.

2. Ustawić napięcie 2 V na zaciskach kompensatora za pomocą zasilacza prądu stałego (patrz rys. 15.4).

3. Wyregulować natężenie prądu pomocniczego. W tym celu przy włączonym / przycisku E„ układu kompensatora pomocniczego, za pomocą kolejnych dekad 1, poczynając od największe), sprowadzić wychylenie galwanometru do zera.

4 /mierzyć siłę elektromotoryczną li, badanego źródła przy otwartym wyłączniku K (patrz. rys. 15.4). W tym celu przy włączonym zacisku X, wykonać czynności związane z kompensacją układu za pomocą dekad 8 i 9, postępując S w taki sposób, jak przy kompensacji pomocniczej.

Ćwiczenie 15

5. Po uzyskaniu kompensacji badanego źródła ponownie włączyć układ pomocniczy (przyciskiem £„) i skontrolować, czy układ ten pozostaje nadal skompensowany. W przypadku stwierdzenia wychylenia galwanometru, po włączeniu obwodu kompensatora pomocniczego, powtórzyć wszystkie czynności związane z pomiarem, tzn. czynności jak w pkt. 3 i 4. Mierzona wartość E, jest równa wskazaniu kompensatora E, pomnożonemu przez mnożnik L podany na dzielniku.

6. Czynności z pkt. 3-5 należy powtórzyć niezależnie dziesięciokrotnie.

Charakterystyka pracy źródła

1. Nastawić maksymalną wartość rezystancji R (rys. 15.4). Przy pomocy klucza K zamknąć obwód. Regulując rezystancją R, ustawić wartość prądu płynącego przez badane źródło na 0,5 mA i zmierzyć napięcie U na zaciskach źródła w sposób analogiczny do opisanego w punktach 3-5 części A.

2. Czynności według punktu 1 powtórzyć dla co najmniej pięciu różnych wartości prądu, zwiększając stopniowo prąd o 0,5 mA. Nie przekraczać wartości natężenia prądu 3 mA.

15.4. Opracowanie wyników pomiarów

Pomiar siły elektromotorycznej

W ćwiczeniu mamy do czynienia z błędami przypadkowymi. W pierwszej części ćwiczenia dokonano 10-krotnego pomiaru E,. Ta liczba pomiarów jest wystarczająca, aby móc zastosować rozkład normalny, tzn.:

• wyznaczyć średnią E_x

• przyjąć niepewność standardową jako odchylenie standardowe wartości średniej: u(E_t) = <%.

Charakterystyka pracy źródła

1. Na podstawie wyników pomiarów wykreślić zależność mierzonego napięcia U od natężenia czerpanego prądu / (patrz wzór (15.1)) Stosując metodę najmniejszych kwadratów Gaussa, wyznaczyć parametry otrzymanej zależności: współczynnik nachylenia i współrzędną punktu przecięcia z osią rzędnych.

2. Z wartości współczynnika nachylenia uzyskanej prostej wyznaczyć rezystancję wewnętrzną.

3. Sprawdzić zgodność wyniku E, otrzymanego z przecięcia prostej z osią U z wynikiem pomiaru uzyskanego w części A z wartością E,.

4. Omówić wyniki i przedstawić wnioski dotyczące sposobu prawidłowego wykorzystania badanego źródła.