ĆWICZENIE 30 REZYSTANCJA WŁÓKNA ŻARÓWKI Żarówka

ĆWICZENIE 30
REZYSTANCJA WŁÓKNA ŻARÓWKI
Żarówka świeci ponieważ ciepło Joule'a-Lenza rozgrzewa jej włókno (żarnik) do bardzo
wysokiej temperatury. Temperatura włókna jest stała gdy całe ciepło dostarczane do włókna jest
wypromieniowywane. Im wyższa temperatura włókna tym promieniowanie jest większe. Wynika
stąd, że mierząc natężenie światła emitowanego przez rozżarzone włókno można zmierzyć jego
temperaturę. Na tej zasadzie działa pirometr.
Pirometr w laboratorium posiada skalę wycechowana dla światła pewnego modelowego ciała (ciała
doskonale czarnego). Ponieważ włókno żarówki wykonane jest z wolframu, temperaturę odczytaną
ze skali należy przeliczyć wg wzoru:
T = A Tcz + B
gdzie; T – temperatura wolframowego włókna żarówki, Tcz
–
temperatura odczytana ze skali
pirometru (temperatura czarna).
Dla wolframu, z którego wykonano włókno żarówki; A = 1.18, B = -130oC.
Wzrost temperatury włókna do wartości T powoduje, że rezystancja się zwiększa:
R = R0 (1 + α(T – T0 )),
gdzie: R0 - rezystancja włókna w temperaturze odniesienia T0, α – współczynnik temperaturowy
rezystancji włókna.
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika temperaturowego rezystancji włókna.
Opracowanie pomiarów
1. Dla każdej zmierzonej temperatury należy obliczyć temperaturę rzeczywistą włókna Ti .
2. Dla każdej temperatury należy obliczyć rezystancję włókna korzystając z prawa Ohma:
Ri = Ui /Ii , i = 0,1,2,..
Wartości natężenia prądu I i napięcia zasilania żarówki U odczytuje się wprost z zasilacza.
3. Narysować zależność R(T) , zaznaczyć punkty pomiarowe i aproksymować je prostą.
4. Zastosować regresję liniową i obliczyć współczynnik temperaturowy rezystancji i jego
niepewność: α = A/R0 i u(α) = u(A)/R0, gdzie A jest nachyleniem prostej regresji.
Ćwiczenie 30
Nazwisko i Imię ….......................................................................................data ….............................
I pomiar
Nr pom.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
U
I
Tcz
II pomiar
Nr pom.
U
I
Tcz
α = …...............................,
u(α) = …...............................,
Wnioski.................................................................................................................................................
…...........................................................................................................................................................
…...........................................................................................................................................................
…...........................................................................................................................................................
…...........................................................................................................................................................
…...........................................................................................................................................................
…...........................................................................................................................................................
…...........................................................................................................................................................
…...........................................................................................................................................................
…...........................................................................................................................................................
…...........................................................................................................................................................
…...........................................................................................................................................................
…...........................................................................................................................................................
…...........................................................................................................................................................
…...........................................................................................................................................................
Wykresy i obliczenia przykładowe w załączeniu.