1 - Měření elektrického napětí a proudu žárovek
Zadání úlohy:
Změřte při různých hodnotách napětí od 20 V do 220 V proud žárovky s kovovým vláknem a žárovky s uhlíkovým vláknem.
Z naměřených hodnot určete odpor vlákna a příkon žárovky a zobrazte je graficky v závislosti na napětí. Závislosti zdůvodněte.
Seznam použitých přístrojů:
- Regulační autotransformátor
- Ampérmetr
- Voltmetr
- Wolframová žárovka
- Uhlíková žárovka
- Vodiče
Schéma zapojení:
Postup měření:
Přístroje zapojíme podle schématu, postupně zvyšujeme napětí (po 20 V) a pro každou nastavenou hodnotu napětí odečteme proud. Odečtené výchylky a příslušné konstanty (ve tvaru zlomku) měřících přístrojů včetně odporu voltmetru zapíšeme do tabulky. V závěru zhodnotíme měřeni a zdůvodníme odlišné vlastnosti obou žárovek.
BEZPEČNOSTNÍ OPATŘENÍ: Při měření pracujeme v blízkosti nebezpečného napětí, kde není vyloučen nahodilý dotyk živých částí, a proto je třeba dbát zvýšené opatrnosti a přísně dodržovat bezpečnostní předpisy.
Tabulka naměřených a vypočítaných hodnot:
| Číslo měření | αV (d) |
kV (V/d) |
U (V) | I (mA) | RV (kΩ) |
\(I_V=\frac{U}{R_V}\) (mA) |
IX=I-IV (mA) |
\(R_X=\frac{U}{I_X}\) [kΩ] |
PX=UIX (W) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 (W) | 20 | 1 | 20 | 130 | 5,8 | 3,45 | 136,6 | 0,158 | 2,53 |
| 4 (W) | 80 | 1 | 80 | 245 | 5,8 | 13,8 | 231,2 | 0,346 | 18,5 |
| 8 (W) | 80 | 2 | 160 | 360 | 11,6 | 13,8 | 346 | 0,462 | 55,4 |
| 11 (W) | 110 | 2 | 220 | 430 | 11,6 | 18,97 | 411 | 0,535 | 90,43 |
| 1 (C) | 20 | 1 | 20 | 31 | 5,8 | 3,45 | 27,55 | 0,726 | 0,551 |
| 4 (C) | 80 | 1 | 80 | 245 | 5,8 | 13,8 | 128 | 0,624 | 10,26 |
| 8 (C) | 80 | 2 | 160 | 350 | 11,6 | 13,8 | 336,2 | 0,476 | 53,8 |
| 11 (C) | 110 | 2 | 220 | 515 | 11,8 | 18,97 | 496 | 0,444 | 109,1 |
Závěr
Z naměřených a vypočtených hodnot vyplývá, že odpor u žárovek není konstantní s napětím. Je to způsobeno změnou teploty vlákna a s ní se mění i elektrický odpor vlákna. Vše závisí na teplotním součiniteli odporu. U wolframu je kladný, z toho vyplývá, že s teplotou roste i odpor. U uhlíku je záporný, to znamená, že s teplotou klesá elektrický odpor. Uhlík se chová jako polovodič.
Obě dvě žárovky mají štítkový příkon (stanovený výrobcem při 220 V) 100W. Z tabulky vidíme, že příkon wolframové žárovky je cca 90 W a příkon uhlíkové žárovky je cca 110 W. Ale světelný výkon je rozdílný, luxmetrem jsme změřili, že při 220 V má wolframová žárovka intenzitu osvětlení cca 1100 lx a uhlíková pouhých 350 lx.
Přidal Vojtěch Šotola. Naposledy upravil Vojtěch Šotola dne 2020-10-29 10:04:57.