E21 - Voltampérová charakteristika žárovky

Cíl

Ukázat průběh voltampérové charakteristiky vlákna žárovky v závislosti na čase a obklopujícím prostředí.

Pomůcky

• žárovka 6 V
• modul voltmetr
• modul ampérmetr
• modul booster, externí zdroj napětí ±12 V

Provedení

Žárovku připojíme k proudovému boosteru v kanálu E, na kterém nastavíme pilu pro voltampérové charakteristiky s parametry 0 V a 5 V. Do obvodu dále zapojíme ampérmetr, nastavený na rozsah 100 mA s nulou dole. Ponecháme standardní zobrazení, tedy časovou závislost. Dále postupujeme podle variant a, b, c.

1. celkový čas 0.5 s, vzorkovací frekvence 1000 Hz
2. celkový čas 5 s, vzorkovací frekvence 100 Hz
3. celkový čas 50 s, vzorkovací frekvence 10 Hz

Vysvětlení

Voltampérová charakteristika obyčejného rezistoru je přímková, protože odpor je obvykle v dané oblasti napěťových a teplotních změn konstantní. V našem případě je patrné, že odpor je zpočátku velmi malý, poté výrazně vzroste a nakonec se ustálí na určité hodnotě. To souvisí se zahříváním vlákna (s rostoucí teplotou odpor vodiče roste). Skutečnost, že průběh charakteristiky výrazně závisí i na době, po kterou celý děj probíhá, lze vysvětlit tím, že při velmi rychlém ději zbylé molekuly vzduchu v částečně vyčerpané baňce žárovky nestačí odvádět teplo. Vzrůst teploty vlákna a pokles proudu je tudíž mnohem výraznější.

Stažení experimentu pro prostředí Excel:

Stažení naměřeného experimentu:

Stažení naměřeného experimentu:

Webmaster: Jiří Ryzner, poslední aktualizace: 21.7.2014