С. Д. Варламов А. Р. Зильберман
жүктеу/скачать 1,21 Mb. Pdf көрінісі
|
experiment
| Часть 2
Лампочка-диод Лампочку накаливания для карманного фонарика окуни- те в соляной раствор так, чтобы её цоколь не касался раство- ра. Поместите в раствор металлический электрод и получите вольтамперные характеристики такой схемы в зависимости от степени накала лампочки. Оборудование : раствор в сосуде, лампочка, цоколь для крепления лампочки, медные электроды, две батарейки, циф- ровой тестер, соединительные провода. Лампочка ( 11—2—2000 ) Снимите вольтамперную характеристику лампочки в диа- пазоне напряжений до 5 В, постройте зависимость темпера- туры нити накала от приложенного напряжения и найдите долю потребляемой лампой мощности, отдаваемую в окру- жающую среду посредством теплопередачи (не излучением!), при напряжении 3 В. Оборудование : лампочка, регулируемый блок питания, провода, универсальный цифровой измерительный прибор (его погрешность при измерениях на «постоянном токе» не превышает 1% от максимального значения на выбранной шкале), универсальный «школьный» измерительный прибор (его погрешность —ну, он школьный, измеряет он хорошо, но не очень точно), миллиметровая бумага. Температурный коэффициент сопротивления вольфрама можно считать постоянным и равным a = 0,0037 К − 1 , отда- ваемая мощность при теплопередаче пропорциональна разно- сти температур. Пожалуйста, не превышайте напряжения 5 В, не роняйте на пол и не жгите измерительные приборы, не замыкайте «накоротко» регулируемый блок питания, ну пожалуйста! Решение . В условии задачи дано чёткое указание — снять ВАХ лампочки. По этой характеристике можно построить зависимость сопротивления нити накала лампочки от элек- трической мощности, выделяющейся в лампочке. В условии задачи дана подсказка: сопротивление нити прямо пропорци- онально её абсолютной температуре. Экспериментальные задачи физических олимпиад 111 При большой температуре нити можно считать, что по- давляющая часть потерь тепла связана с излучением, мощ- ность которого пропорциональна четвёртой степени абсолют- ной температуры AT 4 = IU . Если сопротивление нити накала лампочки при высокой температуре в 10 раз больше сопро- тивления при комнатной температуре ( T 0 ≈ 290 К), то можно вычислить и температуру (около 2900 К), и коэффициент при её четвёртой степени в формуле для вычисления мощности потерь, связанных с излучением. При небольших напряжениях на лампочке одновременно работают два механизма потерь тепла: излучением и тепло- проводностью: IU = A ( T 4 − T 4 0 ) + B ( T − T 0 ) ≈ (3 T 3 0 A + B )( T − T 0 ). Построив касательную к графику зависимости мощности IU от сопротивления U / I при малых значениях мощности, мож- но найти отношение AT 3 0 / B . Для ответа на вопрос о доле потерь посредством механиз- ма теплопроводности при напряжении на лампе 3 В нужно вычислить отношение B ( T (3 В) − T 0 ) A ( T 4 (3 В) − T 4 0 ) . жүктеу/скачать 1,21 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|