Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Podobné dokumenty
M ě ř e n í o d p o r u r e z i s t o r ů

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Měrná vnitřní práce tepelné turbíny při adiabatické expanzi v T-s diagramu

Úloha č. 11. H0 e. (4) tzv. Stefanův - Bo1tzmannův zákon a 2. H λ dλ (5)

Vliv prostupů tepla mezi byty na spravedlivost rozúčtování nákladů na vytápění

Difúze. 0 m n pu p m n pu kbt n. n u D n n m. Fickův zákon Po dosazení do rovnice kontinuity

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

1. Okrajové podmínky pro tepeln technické výpo ty

4.3.2 Vlastní a příměsové polovodiče

Fyzikální podstata fotovoltaické přeměny solární energie

Měrný náboj elektronu

4. PRŮBĚH FUNKCE. = f(x) načrtnout.

ELEKTŘINA A MAGNETIZMUS

Měrná vnitřní práce tepelné turbíny při adiabatické expanzi v T-s diagramu

Zjednodušený výpočet tranzistorového zesilovače

FYZIKA 3. ROČNÍK. Nestacionární magnetické pole. Magnetický indukční tok. Elektromagnetická indukce. π Φ = 0. - magnetické pole, které se s časem mění

INTERGRÁLNÍ POČET. PRIMITIVNÍ FUNKCE (neurčitý integrál)

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební. Laboratoře TZB. Ing. Daniel Adamovský, Ph.D. Katedra TZB, fakulta stavební, ČVUT v Praze

ÚLOHY Z ELEKTŘINY A MAGNETIZMU SADA 4

Elektrická měření pro I. ročník (Laboratorní cvičení)

Ověření Stefanova-Boltzmannova zákona. Ověřte platnost Stefanova-Boltzmannova zákona a určete pohltivost α zářícího tělesa.

Fyzikální praktikum FJFI ČVUT v Praze

Elektrostatika _Elektrický náboj _Elektroskop _Izolovaný vodič v elektrickém poli... 3 Izolant v elektrickém poli...

Laboratorní práce č. 1: Určení voltampérových charakteristik spotřebičů

Digitální učební materiál

H - Řízení technologického procesu logickými obvody

ε, budeme nazývat okolím bodu (čísla) x

PŘECHODOVÝ JEV V RC OBVODU

Laboratorní úloha č. 2 - Vnitřní odpor zdroje

Úvod do fyziky plazmatu

Měření vlastností vedení

Úloha 1 Přenos tepla

L HOSPITALOVO PRAVIDLO

Ohmův zákon pro uzavřený obvod. Tematický celek: Elektrický proud. Úkol:

2. Frekvenční a přechodové charakteristiky

LABORATORNÍ PROTOKOL Z PŘEDMĚTU SILNOPROUDÁ ELEKTROTECHNIKA

Proudové pole, Ohmův zákon ELEKTROTECHNIKA TOMÁŠ TREJBAL

I. MECHANIKA 8. Pružnost

PRAKTIKUM II. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úlohač.5 Název: Měření osciloskopem. Pracoval: Lukáš Ledvina

U R U I. Ohmův zákon V A. ohm

ZÁKLADY ELEKTROTECHNIKY pro OPT

2 e W/(m2 K) (2 e) = (1 0.85)(1 0.2) = Pro jednu emisivitu 0.85 a druhou 0.1 je koeficient daný emisivitami

Laboratorní práce č. 3: Měření elektrického proudu a napětí

TEORIE ELEKTRICKÝCH OBVODŮ

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

- 1 - Druhá přednáška o axiomu jednoty CHYBY NIELSE BOHRA. Ph.M. Kanarev. 1. Úvod

Hodnocení tepelné bilance a evapotranspirace travního porostu metodou Bowenova poměru návod do praktika z produkční ekologie PřF JU

Interference na tenké vrstvě

Trivium z optiky Fotometrie

Technická měření v bezpečnostním inženýrství. Elektrická měření proud, napětí, odpor

MĚŘENÍ INDUKČNOSTI A KAPACITY

I dt. Elektrický proud je definován jako celkový náboj Q, který projde vodičem za čas t.

1. Určíme definiční obor funkce, její nulové body a intervaly, v nichž je funkce kladná nebo záporná.

základní pojmy základní pojmy teorie základní pojmy teorie základní pojmy teorie základní pojmy teorie

Technická měření v bezpečnostním inženýrství. Elektrická měření proud, napětí, odpor

Elektronika ve fyzikálním experimentu

Seznámíte se s pojmem primitivní funkce a neurčitý integrál funkce jedné proměnné.

Elektrický proud. Opakování 6. ročníku

Laboratorní cvičení L4 : Stanovení modulu pružnosti

Zkouškový test z fyzikální a koloidní chemie

2. ELEKTRICKÉ OBVODY STEJNOSMĚRNÉHO PROUDU

Jaký vliv na tvar elipsy má rozdíl mezi délkou provázku mezi body přichycení a vzdáleností těchto bodů.

pracovní list studenta RC obvody Měření kapacity kondenzátoru Vojtěch Beneš

Obvodové prvky a jejich

ZADÁNÍ: ÚVOD: SCHÉMA: POPIS MĚŘENÍ:

Klíčová slova: elektrický zdroj, řazení zdrojů, sériové, paralelní, smíšené

VÝKON ELEKTRICKÉHO PROUDU, PŘÍKON

Kinetika spalovacích reakcí

Usměrňovače, filtrace zvlněného napětí, zdvojovač a násobič napětí

Petr Myška Datum úlohy: Ročník: první Datum protokolu:

5. kapitola: Vysokofrekvenční zesilovače (rozšířená osnova)

SROVNÁNÍ KOLORIMETRICKÝCH ZKRESLENÍ SNÍMACÍCH SOUSTAV XYZ A RGB Jan Kaiser, Emil Košťál xkaiserj@feld.cvut.cz

INOVACE PŘEDNÁŠEK KURZU Fyzikální chemie, KCH/P401

Hodnocení rekuperačních výměníků metodou exergií tepelných toků

GRAFEN. Zázračný. materiál. Žádný materiál na světě není tak lehký, pevný a propustný,

Ohmův zákon: Elektrický proud I v kovovém vodiči je přímo úměrný elektrickému napětí U mezi konci vodiče.

ELEKTRICKÝ PROUD V KOVECH. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 3. ročník

MĚŘENÍ PARAMETRŮ FOTOVOLTAICKÉHO ČLÁNKU PŘI ZMĚNĚ SÉRIOVÉHO A PARALELNÍHO ODPORU

1. Změřte závislost indukčnosti cívky na procházejícím proudu pro tyto případy:

REGULACE. Rozvětvené regulační obvody. rozvětvené regulační obvody dvoupolohová regulace regulační schémata typických technologických aparátů

část 8. (rough draft version)

Řešení Navierových-Stokesových rovnic metodou

Praktikum II Elektřina a magnetismus

V následujícím obvodě určete metodou postupného zjednodušování hodnoty zadaných proudů, napětí a výkonů. Zadáno: U Z = 30 V R 6 = 30 Ω R 3 = 40 Ω R 3

MA1: Cvičné příklady funkce: D(f) a vlastnosti, limity

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření na elektrických strojích - transformátor, část 3-2-4

Fyzikální praktikum...

Elektrický proud 2. Zápisy do sešitu

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, měření elektrického proudu

INSTITUT FYZIKY VŠB-TU OSTRAVA NÁZEV PRÁCE

2. Změřte a nakreslete zatěžovací charakteristiku až do zkratu.

Automatizační technika. Obsah. Syntéza regulačního obvodu. Seřizování regulátorů

Laboratorní práce č. 4: Určení elektrického odporu


Ing. Ondrej Panák, Katedra polygrafie a fotofyziky, Fakulta chemicko-technologická, Univerzita Pardubice

10. Měření. Chceme-li s měřícím přístrojem cokoliv dělat, je důležité znát jeho základní napěťový rozsah, základní proudový rozsah a vnitřní odpor!

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření na elektrických strojích - transformátor, část 3-2-3

1 Elektrotechnika 1. 9:00 hod. G 0, 25

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Pedagogická fakulta v Ústí nad Labem Fyzikální praktikum k elektronice 2 Číslo úlohy : 1

Transkript:

Unvrzta Tomáš Bat v Zlíně LABORATORNÍ CVIČENÍ Z FYZIKY II Názv úlohy: Vntřní odpor zdroj a voltmtru Jméno: Ptr Luzar Skupna: IT II/ Datum měřní: 0.října 2007 Obor: Informační tchnolog Hodnocní: Přílohy: 0 Zadání: a) sstrojt Voltův článk b) určt lktromotorcké napětí a vntřní odpor článku c) sldováním vybíjní kondnzátoru přs odpor zdroj zjstět vntřní odpor voltmtru Základní pojmy: Elktromotorcké napětí j napětí nzatížného zdroj (zdroj, ktrým ntč proud). Svorkové napětí j napětí na svorkách zatížného zdroj (napětí skutčně změřné na zdroj). Vntřní odpor zdroj j odpor lktrolytu v případě galvanckého článku nbo odpor vnutí gnrátoru. J-l z zdroj odbírán proud, j svorkové napětí (napětí skutčně změřné na zdroj) díky jho úbytku na vntřním odporu mnší nž lktromotorcké napětí. Vntřní odpor zdroj by měl být co njmnší. Idální voltmtr má nkončně vlký vntřní odpor. Skutčné voltmtry mají odpor vlký, al n nkončný. Použté přístroj a pomůcky: Zdroj lktromotorckého napětí, dgtální ampérmtr a voltmtr, analogový voltmtr, rostat, kondnzátor, spojovací vodč. Prncp mtody: V Voltově článku slouží jako lktrody měď a znk v roztoku kyslny sírové. Př chmckých rakcích jsou Cu odbírány lktrony (nabíjí s kladně) a Zn přdávány (nabíjí s záporně). Tím vznkají na lktrodách rozdílné náboj, ktré s př spojní vodčm vyrovnávají - obvodm tč proud. Rozdíl potncálů lktrod lktrochmckého článku j určn přdvším lktrodovým potncály. Jsou to potncálové rozdíly na lktrckých dvojvrstvách vznkajících na rozhraní vodčů. a 2. třídy. Njsou-l lktrody vodvě spojny, j rozdíl jjch potncálů rovn součtu všch potncálových změn uvntř článku, a tnto součt s nazývá lktromotorcké napětí (EMN) článku (starší názv lktromotorcká síla). Označuj s njčastěj symbolmε. Vntřní odpor článku j vlastně odpor lktrolytu mz lktrodam. Tn j ovlvněn koncntrac kyslny, rozměry lktrod a jjch vzdálností. Elktromotorcké napětí vntřní odpor článku jsou ovlvňovány zplodnam chmckých rakcí na lktrodách. Př vodvém spojní obou lktrod (odporovým drátm nbo jakoukolv zátěží), kdy vlvm EMN prochází proud mz lktrodam, musí stjně vlký proud procházt uvntř článku v opačném smyslu (na lktrodách s nmůž trval hromadt náboj jdnoho znaménka), a mz lktrodam naměřím obcně napětí mnší nž j EMN článku, tzv. svorkové napětí (nbo prostě napětí) U. J to způsobno hlavně odporm lktrolytu př pohybu ontů. Exstuj zd tdy vntřní odpor článku R a na něm př průchodu proudu vznká potncální spád, ktrý s odčítá od EMN článku. Vntřní odpor mají obcně všchny druhy zdrojů napětí. Např. u dynama, gnrátoru nbo transformátoru j to odpor vnutí. Chcm-l posoudt použtlnost zdroj k nějakému účlu, musím znát njn jho EMN, al vntřní odpor. Př přpojní vnější zátěž o hodnotě odporu R bud podl II. Krchhoffova zákona obvodm téc proud ε I =, () R + R takž příslušné svorkové napětí (tj. napětí na zátěž) bud

U = RI= R R + R ε = ε RI. (2) To znamná, ž bud-l R << R, potom U ε. Takovému zdroj někdy říkám tvrdý zdroj. Naopak, pro R > R bud U < ε a mluvím o měkkém zdroj. Kapacta kondnzátoru j mírou jho schopnost pojmout náboj. J dfnována vztahm C=Q/U, (3) kd C j kapacta, Q j náboj na kondnzátoru a U j napětí mz jho dskam. Pokud nabtý kondnzátor přpojím k odporu R, potč odporm proud I=U/R, (4) ktrým s bud kondnzátor vybíjt a napětí mz jho dskam bud klsat. Uvážím-l, ž proud j dfnován jako náboj prošlý vodčm za jdnotku času I=dQ/dt, (5) můžm spojním vztahů (4) a (5) a násldným dosazním z vztahu (3) Q=CU dostat U R dq du = = C, (6) dt dt kd záporné znaménko říká, ž tč-l z kondnzátoru proud, j změna napětí záporná (napětí klsá). Tím jsm dostal dfrncální rovnc du = dt. (7) U RC Končně ntgrací pravé lvé strany a dosazním počátční podmínky U(t=0)=U 0 obdržím vztah Postup měřní: Sstrojní Voltova článku. Do zřděného roztoku kyslny vložt znkovou a měděnou lktrodu. Protož v laboratorních cvčních bohužl njsou povolny ztráty, používám místo kyslny sírové kyslnu ctronovou. Náš článk má vlm tlustou vrstvu lktrolytu a pro praktcké použtí tdy přílš vlký vntřní odpor. J proto schopn dodávat do obvodu proud pouz v jdnotkách mlampér. Vntřní odpor zdroj. Př odpojné zátěž změřt njprv napětí EMN zdroj U 0. Přpojt zátěž a nastavt zatěžovací proud přměřný druhu batr. Odčtět proud I Z a příslušné svorkové napětí U Z. Zátěž hnd po odčtní odpojt, aby ndocházlo k zbytčnému vybíjní zdroj. Snžujt hodnotu R Z a sldujt nárůst proudu a pokls napětí zdroj. Když dosáhnt maxmální hodnoty proudu, zvyšujt R Z, abyst s stjným krokm dosáhl opět mnmální hodnoty proudu. Dbjt na to, aby zdroj nbyl zatěžován přílš dlouho a přílš vlkým proudm. V opačném případě s vntřní odpor zdroj bud měnt v průběhu měřní. Vntřní odpor voltmtru. Kondnzátor přpojím na několk skund k zdroj lktromotorckého napětí 9 V. Po jho nabtí ho odpojím a přpojím k svorkám voltmtru. Voltmtr j přístroj s vysokým vntřním odporm. Tak, jak s kondnzátor bud přs odpor voltmtru pomalu vybíjt, bud klsat napětí na kondnzátoru. Ruččkovým voltmtrm měřt napětí na kondnzátoru každých 20-30 skund tak dlouho, dokud napětí npoklsn pod 2V. V průběhu měřní s nsmí měnt rozsah přístroj! V R V I V I ε I Z R A R Z

Vypracování: Elktromotorcké napětí ε = 0,855 V Vntřní odpor vypočtm podl vzorc: ε Uz R = Iz [ Ω] Tabulka : Závslost svorkového napětí zdroj na odbíraném proudu (vzstupné měřní) č.m. U z [V] I z [ma] R[W] 0,70 0,30 56,67 2 0,69 0,36 472,22 3 0,66 0,42 464,29 4 0,63 0,5 445,0 5 0,58 0,64 426,56 6 0,53 0,84 392,86 7 0,45 0,89 453,93 8 0,35,3 445,3 9 0,3,2 450,4 0 0,02,80 46,67 R = (452,9 ± 30,) Ω Tabulka 2: Závslost svorkového napětí zdroj na odbíraném proudu (sstupné měřní) č.m. U[V] I[mA] R[W] 0,03 2,40 343,75 2 0,30,5 367,55 3 0,46,00 399,00 4 0,54 0,67 467,6 5 0,58 0,53 524,53 6 0,59 0,5 53,73 7 0,63 0,40 555,00 8 0,66 0,34 576,47 9 0,69 0,28 600,00 0 0,70 0,26 600,00 R = (494,7 ± 90,9) Ω Graf k tabulc : Graf závslot U na I 0,80 U [V] 0,60 0,40 0,20 y = -452,64x + 0,8583 0,00 0 0,0005 0,00 0,005 0,002 I [A] Z grafu č. lz vyčíst, ž R = - 452,64 Ω a ε = 0,8583 V Graf k tabulc 2: Graf závslot U na I I [A] 0,80 0,60 0,40 y = -305,25x + 0,7588 0,20 0,00 0 0,0005 0,00 0,005 0,002 0,0025 0,003 U [V] Z grafu č.2 lz vyčíst, ž R = - 305,25 Ω a ε = 0,7588 V

Měřní vntřního odporu voltmtru čas [s] dílky čas [s] dílky čas [s] dílky 0:00 50,5 2:00 29,0 24:00 7,0 0:30 49,0 2:30 28,5 24:30 7,0 :00 47,0 3:00 28,0 25:00 6,5 :30 46,0 3:30 27,0 25:30 6,0 2:00 45,0 4:00 26,5 26:00 5,5 2:30 44,5 4:30 26,0 26:30 5,0 3:00 43,0 5:00 25,5 27:00 5,0 3:30 42,0 5:30 25,0 27:30 4,5 4:00 4,0 6:00 24,5 28:00 4,0 4:30 40,5 6:30 23,5 28:30 4,0 5:00 39,0 7:00 23,0 29:00 3,5 5:30 38,5 7:30 22,5 29:30 3,0 6:00 37,0 8:00 22,0 30:00 3,0 6:30 37,0 8:30 2,5 30:30 2,5 7:00 36,0 9:00 2,0 3:00 2,0 7:30 35,0 9:30 2,0 3:30 2,0 8:00 34,5 20:00 20,5 32:00,5 8:30 33,5 20:30 20,0 33:00,5 9:00 33,0 2:00 9,5 33:30,0 9:30 32,0 2:30 9,0 34:00,0 0:00 3,5 22:00 8,5 34:30 0,5 0:30 3,0 22:30 8,0 35:00 0,0 :00 30,0 23:00 8,0 35:30 0,0 :30 29,5 23:30 7,5 36:00 0,0 Graf závslost ln U na t 2,5 2 ln U [V],5 0,5 0 y = -0,0008x + 2,3096 0 500 000 500 2000 2500 t [s]

Z vztahu (8) a z směrnc přímky vypočítám vntřní odpor voltmtru: U = U0 xp t RC ln(u) = 2,3096-0,0008 t = 0,0008 RC R = 6 220 0 0,0008 R = 56888, Ω R = 5,688 MΩ Vyhodnocní: Měřním vntřního odporu zdroj vyšly hodnoty R =(452,9 ± 30,)Ω a R =(494,7 ± 90,9)Ω, př ε=0,855 V. Chyba vznkla u odčítání hodnoty proudu na ampérmtru, z důvodu kolísání hodnot. U hodnot z směrnc vznkla chyba tím, protož křvka nbyla zcla lnární. Př měřní napětí na kondnzátoru jsm zjstl vntřní odpor voltmtru 5,68 MΩ. Hodnota by měla odpovídat v těchto jdnotkách, protož voltmtry mají co njvětší odpor. Př měřní s nsmí rozsah přístroj měnt, protož př jho změně by došlo také k změně odporu voltmtru.