Laboratorium Podstaw Fizyki

Nr ćwiczenia: 100B

Temat ćwiczenia: Podstawowe pomiary elektryczne

Nazwisko i Imię prowadzącego kurs: mgr inż. Wojciech Kordas

Wykonawca:
Imię i Nazwisko nr indeksu, wydział	Paulina Matyjas 193681
nr grupy	6
Termin zajęć: dzień tygodnia, godzina	Czwartek, 17:05-18:45
Data oddania sprawozdania:	12.04.2012
Ocena końcowa

Zatwierdzam wyniki pomiarów.

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

Adnotacje dotyczące wymaganych poprawek oraz daty otrzymania

poprawionego sprawozdania:

Ćwiczenie 100B

Podstawowe pomiary elektryczne

1. Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z podstawowymi pomiarami elektrycznymi na przykładzie pomiaru wartości oporu oporników pojedynczych oraz wyznaczenia zależności i = f(U) dla oporników.

1. Zestaw przyrządów:

• Zestaw z opornikami i żarówką wraz z gniazdami montażowymi

• Zasilacz stabilizowany

• 2 mierniki uniwersalne, cyfrowe METEX M-3800

• Przewody elektryczne

1. Przebieg ćwiczenia:

1. Wstęp teoretyczny:

Mając do dyspozycji dwa mierniki, jeden przyjęliśmy za amperomierz, drugi za woltomierz. Wyniki odczytywaliśmy z kolejno zmienionych wartości zasilacza stabilizowanego (3V, 4,5V, 6V, 7,5V, 9V, 12V) dla R1, R2, R3. Bezpośrednio zmierzyliśmy napięcie i natężenie, pomiarów rezystancji (oporu) dokonywaliśmy metodą pośrednią wykorzystując prawo Ohma:

(gdzie R- opór przewodnika, U- napięcie na zaciskach rezystora ,I- natężenie prądu płynącego w układzie pomiarowym)

1. Dokładność miernika METEX M-3800:

1. Schemat układu pomiarowego:

1. Wyniki pomiarów:

dla rezystora (opornika) R1
zasilanie SEM [V]
3
4,5
6
7,5
9
12

dla rezystora (opornika) R2
zasilanie SEM [V]
3
4,5
6
7,5
9
12

dla rezystora (opornika) R3
zasilanie SEM [V]	zakres U [V]	napięcie U [V]	∆ U	zakres I [A]	natężenie I [A]
3	20	3,24	0,02	0,2	0,0159
4,5	20	5,030	0,026	0,2	0,0248
6	20	6,23	0,03	0,2	0,0306
7,5	20	9,37	0,04	0,2	0,0462
9	20	9,42	0,04	0,2	0,0464
12	20	12,22	0,05	0,2	0,0602

5. Przykłady obliczeń:

Niepewności pomiaru napięcia obliczaliśmy na podstawie wzorów określonych przez producenta miernika METEX M-3800.

Np.  ΔU  =  0.3 * 3, 24/100  +  0, 01  =  0, 01972  ≈  0, 02

        ΔU  =  0, 3 * 4, 69/100  +  0, 01  =  0, 02407   ≈  0, 025

Np.  ΔI  =  1, 2 * 0, 0159/100  +  0, 0001  =  2, 908 *  10⁻⁴   ≈ 0, 0003

       ΔI  =  1, 2 *  0, 0248/100  +  0, 0001  =  3, 976 *  10⁻⁴  ≈ 0, 0004

Opory poszczególnych pomiarów obliczono ze wzoru: :

Np. R  =  3, 24/0, 0159  =  203, 7735849  ≈ 203, 8

Niepewności poszczególnych pomiarów obliczono metodą różniczki:

$$R_{U} = \ \left| \frac{U}{I} \right| = \ \frac{0,01972}{0,0159} = 1,240251572\ \approx 1,3$$

$$R_{I} = \ \left| \frac{U*\ I}{I^{2}} \right| = \frac{3,24*0,0002908}{{0,0159}^{2}} = 3,726877892\ \approx 3,8$$

$$\delta R_{U} = \ \frac{R_{U}*100\%}{R} = \ \frac{1,240251572*100\%}{203,7735849} = 0,6086419752\ \approx 0,6\%$$

$$\delta R_{I} = \ \frac{R_{I}*100\%}{R} = \frac{3,726877892*100\%}{203,7735849}\ = 1,828930817\ \approx 1,8\%\ $$

$$R = \ \frac{0,01972}{0,0159}\ + \frac{3,24*0,0002908}{{0,0159}^{2}} = 4,967129465 \approx 5,0$$

$$\delta R = \ \frac{R*100\%}{R} = \frac{4,967129465*100\%}{203,7735849} = 2,437572793\ \approx 2,4\%\ $$

6. Wykres

7. Wnioski.

Na ewentualne błędy wartości oporu w poszczególnych pomiarach mogły wpłynąć czynniki takie jak niedokładność mierników, czy też niedokładność zasilacza stabilizowanego.