Zadanie 9: Wyznaczanie parametrów źródła napięcia

Uczniowie wykonali doświadczenie, w którym wyznaczali siłę elektromotoryczną

\epsilon

baterii oraz jej opór wewnętrzny

r_w

. W tym celu do obwodu zasilanego tą baterią podłączali kolejno pięć oporników o różnych oporach elektrycznych:

R_1, R_2, R_3, R_4, R_5

. Za każdym razem mierzyli natężenie

I

prądu oraz napięcie

U

na oporniku.

Treść zadania

Uczniowie wykonali doświadczenie, w którym wyznaczali siłę elektromotoryczną

\epsilon

baterii oraz jej opór wewnętrzny

r_w

. W tym celu do obwodu zasilanego tą baterią podłączali kolejno pięć oporników o różnych oporach elektrycznych:

R_1, R_2, R_3, R_4, R_5

. Za każdym razem, gdy podłączony był jeden z tych oporników, uczniowie mierzyli natężenie

I

prądu płynącego przez i-ty opornik oraz napięcie

U

na tym oporniku. Przyjmij, że opór amperomierza jest równy zero, opór woltomierza jest nieskończenie duży, a opór

r_w

jest stały. Niepewność pomiaru napięcia przyjęto równą

\Delta U = \pm 0,3\,\text{V}

, natomiast pomiar natężenia prądu uznano jako dokładny. Zadanie 9.1. (0–2) W układzie współrzędnych

(I, U)

zaznacz punkty pomiarowe i niepewności pomiaru napięcia

\Delta U

oraz narysuj prostą najlepiej dopasowaną do punktów pomiarowych. Zadanie 9.2. (0–4) Uczeń X na podstawie danych z tabeli narysował wykres zależności

U(I)

. Ten wykres zawierał punkty

P_1

P_2

o współrzędnych odpowiednio:

I_1 = 5,0\,\text{A}

;

U_1 = 7,5\,\text{V}

oraz

I_2 = 10,0\,\text{A}

;

U_2 = 6,0\,\text{V}

. Oblicz – na podstawie współrzędnych punktów

P_1

P_2

z wykresu ucznia X – siłę elektromotoryczną

\epsilon

baterii oraz jej opór wewnętrzny

r_w

. Zapisz obliczenia.

Siła elektromotoryczna

\epsilon = 9,0\,\text{V}

, opór wewnętrzny

r_w = 0,3\,\Omega