Wirkungsgrad einer Lampe - Carl-Engler

Physikalisches Praktikum
Laborversuch:
1
Carl-Engler-Schule Karlsruhe
BS, BK, FS
Wirkungsgrad einer Glühlampe
Versuchsidee
Eine bestimmte Masse Wasser
wird einmal durch einen
elektrischen Widerstand und zum
anderen mal mit einer Glühbirne
aufgeheizt.
Da bei der Glühbirne zusätzlich
Energie in Form von Licht an die
Umgebung abgegeben wird, muss
für die gleiche
Temperaturdifferenz hier mehr
Energie zugeführt werden.
Aus der Differenz der zugeführten
Energien lässt sich der
Wirkungsgrad der Lampe
berechnen.
2
Aufgaben
2.1
Sensormodul cDAQ vorbereiten
Nehmen Sie das Sensormodul cDAQ an der USB-Schnittstelle in Betrieb (Instrumentieren
des Versuchs) und definieren Sie einen neuen Task im MAX (measurement and
automation explorer).
Konfigurieren (Betriebsart einstellen) und parametrieren (Betriebswerte einstellen) Sie das
Modul für eine einkanalige Messung der Temperatur mit dem Thermoelement Typ K.
Testen Sie den Mess-Einrichtung und speichern Sie den Task.
2.2
Erstellung des Messprogramms
Erstellen Sie mit LabVIEW ein Programm mit einer taktgesteuerten Schleife, mit den
folgenden Eigenschaften:
•
Strom und Spannung am Netzgerät hp6632A lassen sich einstellen und auslesen.
•
Die Temperatur wird vom cDAQ übernommen.
•
Der aktuelle Wert der Leistung wird berechnet
•
Die im Taktintervall zugeführte elektrische Leistung wird berechnet.
•
Die gemessenen und die berechneten Werte werden in einer Datei gespeichert.
Testen Sie das Programm.
etalicht.odt
Geßler / Müller
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Physikalisches Praktikum
2.3
Carl-Engler-Schule Karlsruhe
BS, BK, FS
Durchführung der Messung
Der Becher wird so weit mit destilliertem Wasser von Raumtemperatur gefüllt, dass beim
Eintauchen des Deckels mit Widerstand und Lampe der Füllstand etwa bis zur Grenze
zwischen Glas und Metall reicht. Zur Kontrolle wird der Becher mit dem Wasser gewogen.
Mit Hilfe des Programms wird bei einem Strom von 5A das Wasser über den Widerstand
etwa 5 Minuten lang erwärmt. Die anfallenden Daten werden als *.asc-Datei abgespeichert.
Die Messung wird nach dem Austausch des Wassers mit der Lampe als Heizung
wiederholt, bis sich etwa die selbe Endtemperatur ergibt.
2.4
Auswertung
Lesen Sie die Daten jeweils in eine Mappe der Tabellenkalkulation ein (Textassistent
einsetzen). Übertragen Sie die Daten in ein vorbereitetes Tabellenblatt und ergänzen Sie
die Spalte für die Zeit. Beim Speichern ist darauf zu achten, dass ein Tabellenformat (*.xls
bzw. *.ods) gewählt ist.
Berechnen Sie für jede Messreihe schrittweise die bisher zugeführte elektrische Energie
(Arbeit).
Stellen Sie den Temperaturverlauf für beide Messreihen in einem Diagramm über der
bisher zugeführten elektrische Energie zur weiteren Auswertung grafisch dar.
Bestimmen Sie für einen Temperaturbereich, in dem die beiden Kennlinien linear verlaufen
die für diesen Temperaturanstieg erforderliche Arbeit sowohl für den Widerstand (WR) als
auch für die Lampe (WL).
Berechnen Sie aus diesen Größen den Wirkungsgrad der Lampe.
etalicht.odt
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