Magdalena Janik, 169145

SPRAWOZDANIE z ćw. Nr 100 A

1. Zestaw przyrządów.

- Śruba mikrometryczna,

- Suwmiarka,

- Waga,

- Mierzone elementy,

- Menzurka

2. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie gęstości badanych elementów (za pomocą pomiarów pośrednich), zapoznanie się z podstawowymi przyrządami inżynierskimi, a także nauka pisania sprawozdań i umiejętnego opracowania wyników.

3. Wykorzystywane twierdzenia i pojęcia:

Ćwiczenie opiera się na wykorzystaniu podstawowych pojęć z zakresu fizyki, wyznaczenie gęstości za pomocą

4a. Opracowywanie wyników pomiarów. (część I, metody techniczne)

1. Uzyskane wyniki pomiarów

Układ do pomiaru małych oporów metodą techniczną

• pomiar

Rezystor	miliamperomierz		woltomierz		Ra [Ω]	Rv [Ω]
		Z [mA]	dz	Z [V]			dz
R11	30	44	7,5	64	0,77	7500
R12	3	50	15	60,5	7,67	15000
R13	150	46,5	7,5	70	0,16	7500
R14	15	60	7,5	56	1,54	7500
R15	3	49	30	66	7,67	30000

• obliczenia

Rezystor	I [mA]	U [V]	ΔI [mA]	ΔU [V]	δI [%]	δU [%]	Rx [Ω]	Rx [Ω]	δR [%]	ΔRx [Ω]
R11	17,60	6,40	0,15	0,04	0,85	0,59	363,64	382,17	1,44	5,23
R12	2,00	12,10	0,02	0,08	0,75	0,62	6050,00	10139,66	1,37	82,88
R13	93,00	7,00	0,75	0,04	0,81	0,54	75,27	76,03	1,34	1,01
R14	12,00	5,60	0,08	0,04	0,63	0,67	466,67	497,63	1,29	6,04
R15	1,96	26,40	0,02	0,15	0,77	0,57	13469,39	24444,44	1,33	179,61

Układ do pomiaru dużych oporów metodą techniczną

• pomiar

Rezystor	miliamperomierz		woltomierz		Ra [Ω]	Rv [Ω]
		Z [mA]	dz	Z [V]			dz
R11	15	66	7,5	55	1,54	7500
R12	3	53	30	53	7,67	30000
R13	75	66	7,5	50,5	0,31	7500
R14	15	60	7,5	59,5	1,54	7500
R15	3	48,5	75	46	7,67	75000

• obliczenia

Rezystor	I [mA]	U [V]	ΔI [mA]	ΔU [V]	δI [%]	δU [%]	Rx [Ω]	Rx [Ω]	δR [%]	ΔRx [Ω]
R11	13,20	5,50	0,08	0,04	0,57	0,68	416,67	415,13	1,25	5,21
R12	2,12	21,20	0,02	0,15	0,71	0,71	10000,00	9992,33	1,42	141,51
R13	66,00	5,05	0,38	0,04	0,57	0,74	76,52	76,20	1,31	1,00
R14	12,00	5,95	0,08	0,04	0,63	0,63	495,83	494,30	1,26	6,22
R15	1,94	46,00	0,02	0,38	0,77	0,82	23711,34	23703,67	1,59	376,63

Porównanie wyników

Rezystor	Układ do pomiaru małych oporów		Układ do pomiaru dużych oporów
		Rx [Ω]	ΔRx [Ω]	ΔR [Ω]	Rx [Ω]
R11	382,1	5,3	5,2	415,1
R12	10130	90	150	9990
R13	76,03	1,01	1	76,2
R14	497,63	6,04	6,3	494,3
R15	24440	180	380	23700

2. Wzory i obliczenia

Prawo Ohma określa opór elektryczny przewodnika:

• Obliczanie rezystancji woltomierza i miliamperomierza:

• Obliczenia wskazań przyrządów:

• Obliczanie błędu względnego i bezwzględnego pomiaru napięcia i prądu:

• Obliczenie R_X dla ukł. pomiarów małych oporów

• Obliczenie R_X dla ukł. pomiarów dużych oporów

• Obliczenie rezystancji oporników ze wzorów uproszczonych:

• Obliczenie błędu bezwzględnego wartości rezystancji:

4b. Opracowywanie wyników pomiarów. (część II, mostek Wheatstone'a)

Niestety uzyskanie wyników pomiarów nie powiodło się, ponieważ w zmontowanym układzie pomiarowym któryś z elementów był uszkodzony. Prawdopodobnie miliamperomierz.

5. Wnioski

Analizując wartości jakie otrzymaliśmy z obliczeń, zauważamy że obydwa układy - z niewielkimi błędami - potrafią poprawnie obliczyć rezystancję do 500 [Ω]. Od tej wartości zaczynają się już bardzo rozbieżne wyniki obliczeń. Dla układu pomiarów małych oporów, korzystając ze wzorów uproszczonych oraz z przekształconego wzoru dla konkretnego układu, widzimy bardzo dużą rozbieżność obliczeń sięgającą 4 [Ω] dla opornika o przybliżonej wartości 10 [Ω] - rezystor R12. Zaobserwujemy ta samą sytuacje dla rezystora R15 którego rozbieżność wartości wyniosła 11 [Ω] przy przybliżonej wartości 24 [Ω]. O wiele lepiej w tym ćwiczeniu wypadł układ do pomiaru dużych oporów metodą techniczną. Poradził on sobie doskonale zarówno w pomiarach bardzo małych rezystancji jak i rezystancji bardzo dużych. Niewielkie różnice w wynikach mogą być spowodowane zaokrągleniem wartości uzyskanych z innych obliczeń, a także niedokładnym odczytaniem wartości z miliamperomierza i woltomierza. Szkoda, że nie znaliśmy prawdziwych wartości oporników, co znacznie ułatwiłoby wyciągnięcie wniosków.

---