Fizika laba
.docx
ГУАП
КАФЕДРА №3
ОТЧЕТ ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
Должность, уч. степень, звание Подпись, дата Инициалы, фамилия
ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
По курсу: ОБЩАЯ ФИЗИКА
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ СТУДЕНТ ГР. _________________________ _________________________ ________________________ Подпись, дата Инициалы, фамилия
Санкт-Петербург
2016 |
1. Цель работы:
- Ознакомление с методикой обработки результатов измерений
- Определение электрического сопротивления
- Экспериментальная проверка закона Ома
- Определение удельного сопротивления нихрома
- Сравнение двух электрических схем
2. Описание лабораторной установки:
При помощи миллиамперметра, обозначенного символом A, измеряется сила тока в нихромовом проводе. При помощи вольтметра, обозначенного символом V, – падение напряжения на этом проводе. Измерительные приборы можно включить в схему двумя способами, как это показано на двух рисунках. Измеряемое лабораторной работе сопротивление R указано на рисунках. Переменный резистор на схемах используется для регулировки силы тока.
Таблица 2.1.
Технические характеристики приборов.
Прибор |
Предел Измерений |
Цена Деления |
Класс Точности |
Систематическая Погрешность |
Внутреннее сопротивление |
Вольтметр |
1,5 В |
0,05 В |
1,5 |
0,02 В |
2500 Ом |
Миллиамперметр |
250 мА |
5 мА |
1,5 |
4 мА |
0,2 Ом |
Линейка |
50 см |
1 мм |
- |
2 мм |
- |
3. Рабочие формулы:
Вычисление электрического сопротивления:
Закон Ома: |
R = |
(1) |
Для схемы А: |
R = - |
(2) |
Для схемы В: |
R = |
(3) |
В этих формулах R - электрическое сопротивление проводника, U - падения напряжения на проводнике, I - сила тока в проводнике, - сопротивление амперметра, - сопротивление вольтметра.
(3.4) |
где - среднее значение сопротивления, n - число измерений.
(3.5) |
где - удельное сопротивление металла, - длина провода, D - диаметр провода.
4. Результаты измерений и вычислений
Таблица 4.1 В
U, В |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
I, А |
0,07 |
0,075 |
0,09 |
0,1 |
0,11 |
U/I Ом |
4,3 |
4,7 |
4,5 |
4,5 |
4,5 |
R Ом |
4,36 |
4,68 |
4,45 |
4,51 |
4,55 |
0,53 |
0,41 |
0,38 |
0,37 |
0,35 |
L=400mm
Таблица 4.2 В
U, В |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
I, А |
0,07 |
0,1 |
0,13 |
0,16 |
0,19 |
U/I Ом |
1.42 |
1,5 |
1,53 |
1,56 |
1,58 |
R Ом |
1,43 |
1,52 |
1,54 |
1,57 |
1,59 |
0,37 |
0,26 |
0,2 |
0,16 |
1,08 |
L=130mm
= 3,02 Ом; 0,76
5. Примеры вычислений.
По формуле (1) |
R = == 4,3 (Ом) |
|
|
По формуле (2) |
R = - = - 0,2 = 4,03 (Ом) |
|
|
По формуле (3) |
R = = = 1,58 (Ом) |
|
|
По формуле (4) |
= 3,02(Ом) |
|
|
По формуле (5) |
0,77 |
6. Вычисление погрешностей.
6.1 Cистематические погрешности
6.1.1
6.1.2
6.1.3
6.1.4
6.1.5 Вывод формулы для систематической погрешности косвенного измерения электрического сопротивления.
R = R(U,I) =
Вычисления по формуле:
.
В качестве систематической погрешности итогового результата берем значение, полученное при самом большом токе
6.1.6. Вывод формулы для систематической погрешности удельного сопротивления металла.
; ; ;
Вычисление по выведенной формуле:
6.2 Случайные погрешности.
6.2.1 Средняя квадратичная погрешность отдельного измерения
6.2.2 Среднее квадратичное отклонение
В этой работе проводится измерение неслучайных по своей природе физических величин: электрического сопротивления провода – R и удельного сопротивления нихрома – ρ, поэтому, случайные погрешности определяются только влиянием приборных ошибок на измеряемые величины. В этом случае должны выполняться неравенства SR ≤ θR; SRcp < θR. Лучше, если первое из неравенств будет строгим, а во втором окажется знак ≪:
0,144 Ом < 0,15 Ом, т.е. SR < θR;
0,032 Ом ≪ 0,15 Ом, т.е. SRcp ≪ θR.
Получившиеся неравенства говорят о том, что в измерениях, скорее всего, нет грубых ошибок и промахов.
6.2.3 Случайные погрешности удельного сопротивления:
; ⇒
.
6.3 Полная погрешность.
В случае, когда измеряется неслучайная по своей природе физическая величина – R электрическое сопротивление провода, его случайная погрешность не должна превосходить систематическую SRcp < θR. Она уже учтена в систематической погрешности, и объединять их в полную погрешность не надо. Полная погрешность равна систематической.
.
т.е. полученный результат совпадает с табличным в пределах погрешности.
Лабораторная работа №1
Определение электрического сопротивления
Протокол измерений
Студент группы № 1541 |
Голубев Н.С. |
Преподаватель |
|
Параметры приборов
Прибор |
Предел Измерений |
Цена Деления |
Класс Точности |
Систематическая Погрешность |
Вольтметр |
1,5 В |
0,05 В |
1,5 |
0,02 В |
Миллиамперметр |
250 мА |
5 мА |
1,5 |
4 мА |
Линейка |
50 см |
1 мм |
- |
2 мм |
Электрические сопротивления приборов: =2500 Ом, =0,2 Ом
Результаты измерений
|
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
U,B |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,55 |
|
(А) |
I,A |
0,08 |
0,1 |
0,11 |
0,12 |
0,135 |
|
(В) |
I,A |
0,09 |
0,105 |
0,115 |
0,13 |
0,14 |
|
(А) |
U/I, Ом |
4,375 |
4 |
4,09 |
4,16 |
4,07 |
|
(В) |
U/I, Ом |
3,9 |
3,8 |
3,91 |
3,84 |
3,93 |
|
(А) |
R,Ом |
4,175 |
3,8 |
3,89 |
3,96 |
3,87 |
|
(В) |
R,Ом |
3,9 |
3,81 |
3.92 |
3,85 |
3,93 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Дата |
Подпись студента
|
||||||
Подпись преподавателя |