Feladat: 107. fizika mérési feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Klatsmányi Péter ,  Lőrincz Péter ,  Puhl Ferenc ,  Tóth Péter 
Füzet: 1988/december, 479. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Elektromos mérés, Ellenállás hőmérsékletfüggése, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1988/április: 107. fizika mérési feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A méréshez szükség van egy változtatható feszültségű áramforrásra, egy feszültség- és egy árammérő műszerre, valamint egy izzólámpára. Ha a megfelelő áramforrás készen nem áll rendelkezésre, akkor egy változtatható ellenállás segítségével az 1. ábra szerinti kapcsolást állíthatjuk össze, ahogyan azt Lőrincz Péter és Tóth Péter (Komárom, Jókai Mór Gimn., I. o. tanulói) tették.

 
 
1. ábra
 

A feszültséget változtatva, lehetőleg minél szélesebb tartományban kell felvenni az izzó feszültség-áram karakterisztikáját. Ha az árammérő műszer belső ellenállása ezt indokolja, akkor a műszeren eső feszültséget ki kell vonni a feszültségmérő által mutatott feszültségből, hogy valóban az izzóra eső feszültséget kapjuk.
A feladat szerint egy tartományban I=CUn, ahol C és n állandók. Mindkét oldal logaritmusát véve lgI=lgC+nlgU. Célszerű tehát lgI ábrázolása lgU függvényében. Ekkor abban a feszültség tartományban, ahol a feladat szerinti arányosság fennáll, a pontok közelítőleg egy n meredekségű egyenesen lesznek. A 2. ábra Klatsmányi Péter (Zalaegerszeg, Zrínyi M. Gimn., II. o. t.) mérési adatai alapján készült grafikont mutatja.
 
 
2. ábra
 

Az adatok egy 220V60W-os izzóra vonatkoznak. A mérések hibáját a műszerek pontatlansága és U esetleges ingadozása okozza. Látható, hogy nagyon kis feszültség értékeknél (0,5V<U<2V) a mérési pontokra illeszthető görbe meredeksége közelítőleg 1. Ez azért van így, mert ilyen kis feszültség esetén az izzószál még "hideg'' és az Ohm-törvény érvényesül. Nagyobb feszültség esetén (4V<U<220 V) a mérési pontok egészen jól illeszkednek az ábrára berajzolt egyenesre, amely n=0,45 meredekségű. E módszerrel n értéke körülbelül 5%-os hibával határozható meg.
Sok beküldő sajnos a szóba jöhető feszültség tartománynak csak egy kis részében végezte el a mérést, és ezért nem kaptak a 2. ábrához hasonló grafikont.