POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA

Laboratorium Metrologii Elektrycznej

Temat: NIEZRÓWNOWA ONE MOSTKI PRADU STAŁEGO
Data wykonania:
20 III 2012

Ocena:

Grupa:
Grzegorz Boszczyk
Dominik Jawór
Paweł Chruściński
Mateusz Brzeziński

Data oddania:
22 III 2012

Podpis

Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości metrologicznych mostka
niezrównoważonego prądu stałego. Ćwiczenie polega na eksperymentalnym
wyznaczeniu charakterystyk mostka niezrównoważonego i porównaniu ich
z charakterystykami teoretycznymi.

1. Schematy pomiarowe:

2. Wykaz przyrządów:
-mikroamperomierz(magnetoelektryczny o ruchomej cewce, o klasie 0,5 o zakresie 300 i
liczbie działek 75)
-zasilacz
-4xopornik dekadowy
-multimetr

3. Tabele pomiarowe
Tabela zgodna z protokołem:

R1 = 1500 Ω

R’2 = 500 Ω

R2’’ = 1500 Ω

R2’’’ = 3000 Ω

R3’ = 150 Ω

R3’’ = 500 Ω

R3’’’ = 1500 Ω

R4’ = 50 Ω

R4’’ = 500 Ω

R4’’’ = 3000 Ω

ΔR1/R

R1 + Δ�1

I'

I''

I'''

-

Ω

µA

µA

µA

-0,15

1275

-18

-12,125

-5,725

-0,14

1290

-16,5

-11,2

-5,25

-0,13

1305

-15,25

-10,275

-4,925

-0,12

1320

-14

-9,375

-4,5

-0,11

1335

-12,75

-8,55

-4,025

-0,1

1350

-11,4

-7,7

-3,7

-0,09

1365

-10,12

-6,875

-3,275

-0,08

1380

-8,87

-6,05

-2,875

-0,07

1395

-7,75

-5,25

-2,5

-0,06

1410

-6,5

-4,5

-2,125

-0,05

1425

-5,375

-3,75

-1,75

-0,04

1440

-4,25

-2,875

-1,375

-0,03

1455

-3,25

-2,25

-1,025

-0,02

1470

-2,125

-1,5

-0,675

-0,01

1485

-1

-0,75

-0,275

0

1500

0

0

0

0,01

1515

1

0,75

0,275

0,02

1530

2,125

1,375

0,625

0,03

1545

3

2,025

0,975

0,04

1560

4

2,75

1,275

0,05

1575

5

3,45

1,625

0,06

1590

5,875

4,025

1,975

0,07

1605

6,75

4,7

2,25

0,08

1620

7,52

5,275

2,575

0,09

1635

8,625

5,95

2,875

0,1

1650

9,5

6,55

3,225

0,11

1665

10,3

7,2

3,5

0,12

1680

11,2

7,75

3,8

0,13

1695

12,025

8,275

4,05

0,14

1710

12,9

8,925

4,4

0,15

1725

13,75

9,5

4,725

Tabela poprawiona:

R1 = 1500 Ω

R2’ = 500 Ω

R2’’ = 1500 Ω

R2’’’ = 3000 Ω

R3’= 150 Ω

R3’’ = 500 Ω

R3’’’ = 1500 Ω

R4’ = 50 Ω

R4’’ = 500 Ω

R4’’’ = 3000 Ω

ΔR1/R

R1 + Δ�1

I'

I''

I'''

-

Ω

µA

µA

µA

-0,15

1275

-288

-194

-91,6

-0,14

1290

-264

-179,2

-84

-0,13

1305

-244

-164,4

-78,8

-0,12

1320

-224

-150

-72

-0,11

1335

-204

-136,8

-64,4

-0,1

1350

-182,4

-123,2

-59,2

-0,09

1365

-161,92

-110

-52,4

-0,08

1380

-141,92

-96,8

-46

-0,07

1395

-124

-84

-40

-0,06

1410

-104

-72

-34

-0,05

1425

-86

-60

-28

-0,04

1440

-68

-46

-22

-0,03

1455

-52

-36

-16,4

-0,02

1470

-34

-24

-10,8

-0,01

1485

-16

-12

-4,4

0

1500

0

0

0

0,01

1515

16

12

4,4

0,02

1530

34

22

10

0,03

1545

48

32,4

15,6

0,04

1560

64

44

20,4

0,05

1575

80

55,2

26

0,06

1590

94

64,4

31,6

0,07

1605

108

75,2

36

0,08

1620

120,32

84,4

41,2

0,09

1635

138

95,2

46

0,1

1650

152

104,8

51,6

0,11

1665

164,8

115,2

56

0,12

1680

179,2

124

60,8

0,13

1695

192,4

132,4

64,8

0,14

1710

206,4

142,8

70,4

0,15

1725

220

152

75,6

4. Obliczenia i wykresy:

-obliczanie stałej amperomierza:

dz

A

dz

A

dzialek

liczba

zakres

S

za

amperomier

µ

µ

4

75

300

.

=

=

=

(w sporządzonym przez nas protokole liczyliśmy stała odwrotnie czyli liczbę działek przez
zakres, i stała przyrządu wyszła nam 0,25, aby poprawić nasze wskazania z protokołu
zastosowałem obliczenia: )

A

dz

A

dz

A

A

S

S

tab

pierszej

z

Wyn

S

S

tabeli

pierwszej

z

Wynik

Bł

za

amperomier

za

amperomier

Bł

µ

µ

µ

µ

288

)

25

,

0

4

(

*

18

)

(

*

.

_

_

_

.

*

_

_

_

−

=

−

=

=

Ω

=

Ω

Ω

Ω

=

=

=

50

1500

150

*

500

*

*

1

3

2

4

3

*

2

4

1

R

R

R

R

R

R

R

R

Ω

=

=

=

240

300

72

max_

A

mV

zakres

U

R

A

g

µ

mA

V

R

R

U

I

z

75

,

2

500

1500

5

,

5

'

'

'

2

1

1

=

Ω

+

Ω

=

+

=

mA

V

R

R

U

I

z

83

,

1

1500

1500

5

,

5

''

''

''

2

1

1

=

Ω

+

Ω

=

+

=

mA

V

R

R

U

I

z

22

,

1

3000

1500

5

,

5

''

'

''

'

''

'

2

1

1

=

Ω

+

Ω

=

+

=

25

,

0

50

150

500

1500

50

500

'

'

'

'

'

'

'

4

3

2

1

4

2

=

Ω

+

Ω

+

Ω

+

Ω

Ω

+

Ω

=

+

+

+

+

=

R

R

R

R

R

R

τ

5

,

0

500

500

1500

1500

500

1500

''

''

''

''

''

''

''

4

3

2

1

4

2

=

Ω

+

Ω

+

Ω

+

Ω

Ω

+

Ω

=

+

+

+

+

=

R

R

R

R

R

R

τ

67

,

0

3000

1500

3000

1500

3000

3000

''

'

''

'

''

'

''

'

''

'

''

'

''

'

4

3

2

1

4

2

=

Ω

+

Ω

+

Ω

+

Ω

Ω

+

Ω

=

+

+

+

+

=

R

R

R

R

R

R

τ

Ω

=

Ω

+

Ω

Ω

Ω

+

Ω

+

Ω

Ω

Ω

=

+

+

+

=

5

,

421

50

150

50

*

150

500

1500

500

*

1500

'

'

'

'*

'

'

'

'*

'

4

3

4

3

2

1

2

1

R

R

R

R

R

R

R

R

R

AB

Ω

=

Ω

+

Ω

Ω

Ω

+

Ω

+

Ω

Ω

Ω

=

+

+

+

=

1000

500

500

500

*

500

1500

1500

1500

*

1500

''

''

''

'*

'

''

''

''

'*

'

''

4

3

4

3

2

1

2

1

R

R

R

R

R

R

R

R

R

AB

Ω

=

Ω

+

Ω

Ω

Ω

+

Ω

+

Ω

Ω

Ω

=

+

+

+

=

2000

3000

1500

3000

*

1500

3000

1500

3000

*

1500

''

'

''

'

''

'

'*

''

''

'

''

'

''

'

'*

''

''

'

4

3

4

3

2

1

2

1

R

R

R

R

R

R

R

R

R

AB

A

mA

R

R

R

I

I

g

AB

obl

µ

τ

173

)

1500

*

11

,

0

(

*

240

5

,

421

(

25

,

0

*

75

,

2

*

)

'

(

'

'*

'

1

1

−

≈

Ω

−









Ω

+

Ω

=

∆















+

=

A

mA

R

R

R

I

I

g

AB

obl

µ

τ

121

)

1500

*

11

,

0

(

*

240

1000

(

5

,

0

*

83

,

1

*

)

''

(

''

'*

'

''

1

1

−

≈

Ω

−









Ω

+

Ω

=

∆















+

=

A

mA

R

R

R

I

I

g

AB

obl

µ

τ

60

)

1500

*

11

,

0

(

*

240

2000

(

67

,

0

*

22

,

1

*

)

''

'

(

''

'

'*

''

''

'

1

1

−

≈

Ω

−









Ω

+

Ω

=

∆















+

=

-tabela przedstawiająca wartości prądów obliczonych.

ΔR1/R

I

obl

'

I

obl

''

I

obl

'''

-

µA

µA

µA

-0,15

-237,06897

-166,33065

-81,845238

-0,14

-221,26437

-155,24194

-76,388889

-0,13

-205,45977

-144,15323

-70,93254

-0,12

-189,65517

-133,06452

-65,47619

-0,11

-173,85057

-121,97581

-60,019841

-0,1

-158,04598

-110,8871

-54,563492

-0,09

-142,24138

-99,798387

-49,107143

-0,08

-126,43678

-88,709677

-43,650794

-0,07

-110,63218

-77,620968

-38,194444

-0,06

-94,827586

-66,532258

-32,738095

-0,05

-79,022989

-55,443548

-27,281746

-0,04

-63,218391

-44,354839

-21,825397

-0,03

-47,413793

-33,266129

-16,369048

-0,02

-31,609195

-22,177419

-10,912698

-0,01

-15,804598

-11,08871

-5,4563492

0

0

0

0

0,01

15,804598

11,08871

5,4563492

0,02

31,609195

22,177419

10,912698

0,03

47,413793

33,266129

16,369048

0,04

63,218391

44,354839

21,825397

0,05

79,022989

55,443548

27,281746

0,06

94,827586

66,532258

32,738095

0,07

110,63218

77,620968

38,194444

0,08

126,43678

88,709677

43,650794

0,09

142,24138

99,798387

49,107143

0,1

158,04598

110,8871

54,563492

0,11

173,85057

121,97581

60,019841

0,12

189,65517

133,06452

65,47619

0,13

205,45977

144,15323

70,93254

0,14

221,26437

155,24194

76,388889

0,15

237,06897

166,33065

81,845238

-Wykresy:

5. Uwagi i wnioski:

Ćwiczenie przebiegło zgodnie z planem, wykonaliśmy wszystkie pomiary i obliczenia.
Podczas wykonywania ćwiczenia grupa popełniła błąd przy liczeniu stałej amperomierza, ale
po ponownym przeanalizowaniu danych zawartych na protokole zauważyłem, że stała
amperomierza powinna być 4[mikroA/dz], a nie 0,25[mikroA/dz]. Alby poprawić wyniki z
protokołu wystarczyło podzielić otrzymany pomiar przez 0,25 i potem go pomnożyć przez 4.
Przykładowe obliczenie jest pokazane w obliczeniach. Patrząc na wykres można zauważyć ,że
im większa jest rezystancja przekątnej mostka a tym samym mniejszy prąd płynący przez
mostek to różnica miedzy prądem zmierzonym a policzonym jest mniejsza. Można również
zauważyć z wykresów ze przy małych zmianach R

1

(w granicach 0,05*R1) prąd obliczony nie

rożni się dużo od prądu pomierzonego, z tego można wyciągnąć wniosek ze im większa jest

ΔR1/R tym są większe różnice pomiędzy prądem policzonym a pomierzonym.