Laboratorium Podstaw Fizyki

Nr ćwiczenia 100AiB

Temat ćwiczenia: WYZNACZANIE GĘSTOŚCI CIAŁ STAŁYCH i PODSTAWOWE POMIARY ELEKTRYCZNE

Nazwisko i Imię prowadzącego kurs: Dr inż. ….

Wykonawca:
Imię i Nazwisko nr indeksu, wydział
Termin zajęć: dzień tygodnia, godzina
Numer grupy ćwiczeniowej
Data oddania sprawozdania:
Ocena końcowa

Zatwierdzam wyniki pomiarów.

Data i podpis prowadzącego zajęcia ............................................................

Adnotacje dotyczące wymaganych poprawek oraz daty otrzymania poprawionego sprawozdania

Ćwiczenie 100A

WYZNACZANIE OBJĘTOŚCI CIAŁ STAŁYCH

I. Cel ćwiczenia

Wyznaczenie objętości badanego elementu. Zapoznanie się z podstawowymi narzędziami inżynierskimi (sposobem pomiaru oraz niedokładnościami przyrządów). Analiza otrzymanych wyników i nauka pisania sprawozdań.

II. Spis przyrządów

1. Śruba mikrometryczna o dokładności 0,01 mm

2. Suwmiarka o dokładności 0.05 mm

3. Mierzony element

III. Przebieg ćwiczenia

1. Mierzony element

2. Tabele pomiarowe

Tabela 1.

	d1	d1	d2	d3	d3	d4	d5*	d6	h1	h2	h3	h4	h5	h6
	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm
1	24,70	0,01	22,05	24,80	0,11	19,50	15,47	16,25	29,90	10,45	10,50	13,25	6,15	2,60
2	24,65	0,06		24,65	0,04
3	24,75	0,04		24,70	0,01
4	24,80	0,09		24,70	0,01
5	24,85	0,14		24,60	0,09
6	24,70	0,01
7	24,65	0,06
8	24,65	0,06
9	24,60	0,11
10	24,70	0,01
	24,705		22,05	24,69		19,50	15,470	16,25	29,90	10,45	10,50	13,25	6,15	2,60
	0,08			0,08
	0,024^1)		0,03^2)	0,04^3)		0,03^2)	0,006^2)	0,03^2)	0,03^2)	0,03^2)	0,03^2)	0,03^2)	0,03^2)	0,03^2)

* - pomiar wartości d5 dokonano śrubą mikrometryczną, pozostałe pomiary dokonano suwmiarką

d - bezwzględna różnica między wartością zmierzoną a wartością średnią

- średnia arytmetyczna

- odchylenie standardowe pojedynczego pomiaru

- odchylenie standardowe wartości średniej

¹⁾
,

²⁾
,

³⁾

Przykładowe obliczenia dla d₃:

Tabela 2.

Vi	di		hi		Vi		V
		mm	mm	mm	mm	cm^3	cm^3	cm^3	cm^3
V1	24,705	0,024	29,90	0,03	14,326	0,043	27,9120	0,1342
V2	22,05	0,03	10,45	0,03	3,989	0,023
V3	24,69	0,04	10,50	0,03	5,024	0,031
V4	19,50	0,03	13,25	0,03	3,956	0,022
V5	15,470	0,006	6,15	0,03	1,156	0,007
V6	16,25	0,029	2,60	0,03	0,5390	0,0082

IV. Wnioski.

Niekiedy zaokrąglanie wartości niepewności do jednej cyfry znaczącej powoduje wzrost jej wartości o więcej niż 10%. W związku z czym niejednokrotnie niepewność zaokrąglałem
z dokładnością do dwóch cyfr znaczących.

Ćwiczenie 100B

WYZNACZANIE GĘSTOŚCI CIAŁ STAŁYCH i PODSTAWOWE POMIARY ELEKTRYCZNE

I. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z podstawowymi pomiarami elektrycznymi na przykładzie:

a) pomiaru wartości oporu oporników pojedynczych, połączonych szeregowo

i połączonych równolegle, oporu regulowanego i oporu włókna żarówki

b) wyznaczenia zależności i = f(U) dla oporników.

II. Spis przyrządów

1. Zestaw z opornikami i żarówką wraz z gniazdami montażowymi

2. Zasilacz stabilizowany

3. Multimetr Master M890G

4. Multimetr Matex M-3850

5. Przewody elektryczne

III. Przebieg ćwiczenia

1. Pomiar wartości oporu oporników pojedynczych R1 , R2 , Rreg. i włókna żarówki Rż, oporników R1 i R2 połączonych szeregowo, oporników R1 i R2 połączonych równolegle

1.1. Schematy pomiarowe

Rys.1.

Rys.2.

Rys.3.

1.2. Tabela pomiarowa

Rż

Rż

R1

R1

R2

R2

Rreg.

Rreg.

Rs

Rs

Rr

Rr

Ukł. pom.

1

2

3

Zakres

200 Ω

200 Ω

200 Ω

2k Ω

2k Ω

200 Ω

Wartości zmierzone

24,6

0,5

157,9

1,6

120,0

1,3

0,300

0,0034

0,277

0,0033

68,6

0,9

Ω

Ω

Ω

Ω

Ω

Ω

kΩ

kΩ

kΩ

kΩ

Ω

Ω

Wartości obliczone

277,9

2,9

68,2

0,7

Ω

Ω

Ω

Ω

R = ± 0,8 % rdg + 3 dgt dla zakresu 200Ω

R = ± 0,8 % rdg + 1 dgt dla zakresu 2kΩ

Rs = R₁ + R₂

Rr = R₁ · R₂ / (R₁ + R₂)

ΔRs = ΔR1 + ΔR2

ΔRr = (R2)² · ΔR1 / (R1+R2)² + (R1)² · ΔR2 / (R1+R2)²

2. Wyznaczenie i analiza wykresu zależności i = f(U) dla połączonych szeregowo oporników R1 i R2

2.1. Schemat pomiarowy

Rys.4.

2.2. Tabela pomiarowa

I [mA]	U [V]	Zakres V	∆I [mA]	∆U [V]
1,26	0,335	2V	0,02	0,002
3,20	0,899	2V	0,03	0,005
4,51	1,268	2V	0,04	0,007
7,03	1,975	2V	0,06	0,010
9,40	2,64	20V	0,08	0,02
13,86	3,89	20V	0,12	0,02
18,17	5,12	20V	0,15	0,03
21,74	6,11	20V	0,18	0,04
26,93	7,58	20V	0,22	0,04
31,10	8,73	20V	0,25	0,05
32,54	9,15	20V	0,27	0,05
34,14	9,60	20V	0,28	0,05

2.3. Wykres zależności i = f(U) dla połączonych szeregowo oporników R1 i R2

IV. Wnioski
Wartość zmierzona oporu, zarówno oporników połączonych równolegle jak i szeregowo, różni się od wartości policzonych. Wynika to prawdopodobnie z niedokładności mierników i rezystancji przewodów.

---