1. Zestawienie tabelaryczne wyników pomiarów C=f(x) dla x zmieniającego się od 0,5 do 5 cm co 0,5 cm (3 serie).
Odległość między okładkami kondensatora [m] |
Pojemność C1 [pF] |
Pojemność C2 [pF] |
Pojemność C3 [pF] |
Wartość średnia Cśr [pF] |
Odchylenie standartoweśredniej SCśr |
Zapis pomiaru (Cśr+SCśr) [pF] |
0,005 |
52,94 |
52,90 |
52,96 |
52,93 |
0,02 |
52,93 + - 0,02 |
0,010 |
28,37 |
28,36 |
28,35 |
28,36 |
0,01 |
28,36 + - 0,01 |
0,015 |
20,96 |
20,94 |
20,93 |
20,94 |
0,01 |
20,94+ - 0,01 |
0,020 |
15,70 |
15,72 |
15,73 |
15,72 |
0,01 |
15,72 + - 0,01 |
0,025 |
13,12 |
13,10 |
13,13 |
13,12 |
0,01 |
13,12 + - 0,01 |
0,030 |
11,37 |
11,35 |
11,38 |
11,37 |
0,01 |
11,37 + - 0,01 |
0,035 |
9,95 |
9,93 |
9,96 |
9,95 |
0,01 |
9,95 + - 0,01 |
0,040 |
8,96 |
8,94 |
8,93 |
8,94 |
0,01 |
8,94 + - 0,01 |
0,045 |
8,10 |
8,12 |
8,09 |
8,10 |
0,01 |
8,10 + - 0,01 |
0,050 |
7,44 |
7,45 |
7,48 |
7,46 |
0,02 |
7,46 + - 0,02 |
Tabela1
Obliczenia błędu statystycznego dla tabeli 1.
1 a) wartość średnia:
C1+C2+C3 52,94 +52,9 +52,96
C1= C1= =52,933≈52,93
n 6
b) odchylenie standartowe średniej S c n=3 C1=52,933
1
S c= n(n-1) *Σ (C - Ci)
SC1= 1/6* [(52,933-52,94)2+(52,933-52,9)2+52,933-52,96)2 =
= 0,018 ≈ 0,02
2 a) wartość średnia
C3= C1+C2+C3/n C3=20,96+20,94+20,93/3=20,3943 ≈ 20,94
b) odchylenie standartowe średniej SC n=3 C3=20,943
SC3= 1/6* [(20,943-20,96)2+(20,943-20,93)2] =0,009 ≈ 0,01
Analogicznie przeprowadza się obliczenia SC dla pozostaLych wartości z tabeli 1.
2. Zestawienie tabelaryczne wyników pomiarów C=f(x) dla x od 1 do 30 cm co 1 cm (2 serie pomiarow)
Odległość między okładkami kondensatora [m] |
Pojemność C1 [pF] |
Pojemność C2 [pF] |
Wartość średnia Cśr [pF] |
Odchylenie standartoweśredniej SCśr |
Zapis pomiaru (Cśr+SCśr) [pF] |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
0,01 |
27,61 |
27,63 |
27,62 |
0,01 |
27,62 + - 0,01 |
0,02 |
15,00 |
14,98 |
14,99 |
0,01 |
14,99 + - 0,01 |
0,03 |
11,36 |
11,34 |
11,35 |
0,01 |
11,35 + - 0,01 |
0,04 |
8,88 |
8,86 |
8,87 |
0,01 |
8,87 + - 0,01 |
0,05 |
7,38 |
7,40 |
7,39 |
0,01 |
7,39 + - 0,01 |
0,06 |
6,30 |
6,32 |
6,31 |
0,01 |
6,31 + - 0,01 |
0,07 |
5,47 |
5,45 |
5,46 |
0,01 |
5,46 + - 0,01 |
0,08 |
4,73 |
4,75 |
4,74 |
0,01 |
4,47 + - 0,01 |
0,09 |
4,42 |
4,40 |
4,41 |
0,01 |
4,41 + - 0,01 |
0,10 |
3,80 |
3,83 |
3,82 |
0,02 |
3,82 + - 0,02 |
0,11 |
3,56 |
3,59 |
3,58 |
0,02 |
3,58 + - 0,02 |
0,12 |
3,27 |
3,30 |
3,29 |
0,02 |
3,29 + - 0,02 |
0,13 |
3,08 |
3,06 |
3,07 |
0,01 |
3,07 + - 0,01 |
0,14 |
2,64 |
2,62 |
2,63 |
0,01 |
2,63 + - 0,01 |
0,15 |
2,56 |
2,54 |
2,55 |
0,01 |
2,55 + - 0,01 |
0,16 |
2,35 |
2,34 |
2,35 |
0,01 |
2,35 + - 0,01 |
0,17 |
2,24 |
2,26 |
2,25 |
0,01 |
2,25 + - 0,01 |
0,18 |
2,12 |
2,10 |
2,11 |
0,01 |
2,11 + - 0,01 |
0,19 |
2,08 |
2,06 |
2,07 |
0,01 |
2,07 + - 0,01 |
0,20 |
1,89 |
1,92 |
1,91 |
0,02 |
1,91 + - 0,02 |
0,21 |
1,82 |
1,79 |
1,81 |
0,02 |
1,81 + - 0,02 |
0,22 |
1,74 |
1,7 |
1,72 |
0,02 |
1,72 + - 0,01 |
0,23 |
1,63 |
1,61 |
1,62 |
0,01 |
1,62 + - 0,01 |
0,24 |
1,56 |
1,54 |
1,55 |
0,01 |
1,55 + - 0,01 |
0,25 |
1,35 |
1,37 |
1,36 |
0,01 |
1,36 + -0,01 |
0,26 |
1,31 |
1,30 |
1,32 |
0,01 |
1,32 + - 0,01 |
0,27 |
1,28 |
1,26 |
1,27 |
0,01 |
1,27 + - 0,01 |
0,28 |
1,23 |
1,22 |
1,23 |
0,01 |
1,23 + - 0,01 |
0,29 |
1,18 |
1,16 |
1,17 |
0,01 |
1,17 + - 0,01 |
0,30 |
1,08 |
1,06 |
1,07 |
0,01 |
1,07 + - 0,01 |
Tabela 2
Obliczanie błędu statystycznego dla tabeli 2
1 a) wartość średnia n=2 x =0,01 m
C1= C1+C2/2 = (27.61+2763)/2=27,62
b) Odchylenie standartowe średnie n=2 C1 =27,62
1
SC= n(n-1) *Σ (c -cI)2
sC= 1/2[(27,62-27,61)2+(27,62-27,63)2] ≈ 0,01
2 a) wartość średnia x=0,02 m
C2= (15+14,98)/2=14,99
b)odchylenie standartowe średnie n=2 C2=14,99
SC2 = 1/2 [(14,99-15)2+(14,99-14,98)2 =0,01
Analogicznie przeprowadzane są obliczenia SC dla pomiarów pozostałych wartości z tabeli 2.
W wykorzystanym ćwiczeniu największy wpływ miały błędy statystyczne , które są o wiele większe od błędów stematycznych. Dlatego niepewność przypadkowa została przyjęta jako dominująca , pozwala nam to pominąć niepewność systematyczną.Błąd jest o rząd wielkości większy niż błąd systematyczny.
3. Wyniki pomiarów dla kondensatora z dielektrykiem.
a) ebonit
C1=91,79 pF C2=91,88 pF
C= 91,835≈91,84 pF
SC= 1/2 * [(91,835-9179)2+(91,835-91,88)2 =0,045≈0,05
Zapis pomiaru:
C=(91,84 + - 0,05)pF
b) plexiglass
C1= 45,39pF C2= 45,48 pF
C=(45,39+45,48)/2=45,435≈45,44 pF
Sc= 1/2 *[(45,435-45,39)2+(45,435-45,48)2 =0,045≈0,05
Zapis pomiaru:
C= (45,44+-0,05) pf