4. Метод вимірювання і експериментальна установка

Сутність методу вимірювання сталої випромінювана тіла грун­тується на вимірюванні густини теплового потоку, який випромінює розжарене до відомої температури тіло. При цьому стала випромінювання може бути обчислена з використанням рівняння 7.4.

Експериментальна установка (рис. 7.6.) складається з джерела ви­промінювання, яким є вольфрамова нитка електричної лампи накалювання 1. Лампа живиться від трансформатора 2. Електричну потужність лампи, яка впливає на температуру вольфрамової нитки, можна змінювати багатопозиційним перемикачем 3. Датчик теплового потоку 4 разом із пристрієм 5 призначений для безпосереднього вимірювання густини теплового потоку, який відходить від вольфрамової нитки лампи.

Температуру вольфрамової нитки визначають на основі температурної залежності електричного опору вольфраму.

Р исунок 7.6. Схема експериментальної уста­новки: 1 - вольфрамова нитка лампи: 2 - трансформатор: 3 - перемикач «Потужність лампи»: 4 - датчик теплового потоку: 5 - вимірювальний пристрій.

Відомо, що електричний опір металів в широкому діапазоні температур може бути описаний рівнянням:

R_t=R_o(1+(t - t_o) +ß (t - t_o)²) 7.6

де R_t і R_o - електричний опір при температурі t і температурі t_o відповідно:  i ß - термічні коефіцієнти.

Для вольфраму = 4.1*10^-3 1/К, ß = 1*10^-6 1/К². З урахуванням , що електричний опір вольфрамової нитки лампи при t_o =0°С складає R_o= 50 Ом, рівняння 7.6 можна записати:

5*10^-5t² + 0.205t + 50 - R_t = 0 7.7

Розв'язання рівняння 7.7 відносно температури дає:

7.8

або з урахуванням закону Ома

7.9

де U - напруга живлення лампи, I- струм в колі лампи, Т- абсолютна температура нитки лампи, К.

6. Порядок проведений експерименту

Перед проведенням експерименту необхідно ознайомитися з лабораторним обладнанням, порядком проведення роботи, правилами техніки безпеки і доповісти викладачу про готовність до експерименту.

Експеримент проводять в такій послідовності:

1. Перемикач «Потужність лампи» встановлюють на мінімальне положення.

2. Вмикають тумблер «Живлення» лабораторної установки.

3. Після встановлення сталого теплового потоку від лампи вимірюють густину теплового потоку випромінювання q, напругу живлення лампи U і струм I в колі.

4. Перемикачем «Потужність лампи» додають потужність лампи і проводять вимірювання згідно п.3.

5. Вимикають тумблер «Живлення» установки.

6. Результати вимірювань записують в таблицю 7.1.

Таблиця 7.1. Результати експерименту та його обробки.

№	U, В	І, А	q, вт/м2	Температура нитки Т, К	С, Вт/(м2К4)
1.
2.
3.
4.
5.