Elektrická-měření-laboratoře

Laboratorní cvičení

1.9.2010

Strana 43/82

6.2 Vzorová laboratorní úloha
1) NÁZEV ÚLOHY: Měření parametrů telefonní žárovky

2)  ZADÁNÍ: Zjistěte,  jak  se  mění  odpor  a výkon  spotřebovaný  na  žárovce,  mění-li  se  její
napájecí napětí. Měření uskutečněte na telefonní žárovce Tesla 24 V / 50 mA. Graficky vyjádřete
závislost  výkonu  a odporu  na  napětí,  tedy  P  =  f(U)  a R  =  f(U).  Z vynesené  grafické  závislosti
určete odpor žárovky při 0 V.

3) TEORETICKÝ ROZBOR: Žárovka je spotřebič, u něhož se využívá toho, že po rozžhavení
vlákna  dochází  k uvolnění  světelné  energie.  Hlavní  částí  žárovky  je  vlákno,  které  může  být
z různého materiálu (wolfram, uhlík). Průchodem proudu vláknem dochází k ohřevu vlákna a tím
i ke změně jeho odporu dle vztahu:

kde Rθ je konečný odpor žárovky po zahřátí [Ω];
R0 je počáteční odpor žárovky [Ω];
α je teplotní součinitel odporu [K-1], který je dán materiálem vlákna žárovky;
Δθ je rozdíl konečné a počáteční teploty [K].
Celkový odpor žárovky RZ vypočteme z Ohmova zákona dle vztahu:

kde UZ je napětí na žárovce [V];
IZ je proud procházející žárovkou [A].
Protože  žárovka  má  malý  odpor,  tj.  do  1 kΩ,  volíme  pro  měření  takové  schéma  zapojení,  kdy
voltmetr je připojen paralelně ke spotřebiči (žárovce), tedy za ampérmetrem.
Jako  voltmetr  i ampérmetr  použijeme  měřicí  přístroje  DU10,  které  mají  vnitřní  odpor  Rivv  =
50 kΩ / V rozsahu pro voltmetr a celkový úbytek napětí UAmax = 0,9 V na rozsah u ampérmetru.
Z důvodu,  že  ampérmetr  v tomto  zapojení  měří  celkový  proud  tekoucí  jak  žárovkou  tak
i voltmetrem, musíme pro přesný výpočet odporu žárovky RZ provést tzv. korekci nebo-li opravu
na voltmetr (I. Kirchhoffův zákon).
Přesná hodnota odporu žárovky RZ je pak dána vztahem: