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
Cel ćwiczenia:
Zapoznanie się z podstawowymi pomiarami elektrycznymi na przykładzie pomiaru wartości oporu oporników pojedynczych oraz wyznaczenia zależności i = f(U) dla oporników.
Zestaw przyrządów:
Zestaw z opornikami i żarówką wraz z gniazdami montażowymi
Zasilacz stabilizowany
2 mierniki uniwersalne, cyfrowe METEX M-3800
Przewody elektryczne
Przebieg ćwiczenia:
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)
Dokładność miernika METEX M-3800:
Schemat układu pomiarowego:
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:
$$R_{U} = \ \left| \frac{U}{I} \right| = \ \frac{0,01972}{0,0159} = 1,240251572\ \approx 1,3$$
$$R_{I} = \ \left| \frac{U*\ I}{I^{2}} \right| = \frac{3,24*0,0002908}{{0,0159}^{2}} = 3,726877892\ \approx 3,8$$
$$\delta R_{U} = \ \frac{R_{U}*100\%}{R} = \ \frac{1,240251572*100\%}{203,7735849} = 0,6086419752\ \approx 0,6\%$$
$$\delta R_{I} = \ \frac{R_{I}*100\%}{R} = \frac{3,726877892*100\%}{203,7735849}\ = 1,828930817\ \approx 1,8\%\ $$
$$R = \ \frac{0,01972}{0,0159}\ + \frac{3,24*0,0002908}{{0,0159}^{2}} = 4,967129465 \approx 5,0$$
$$\delta R = \ \frac{R*100\%}{R} = \frac{4,967129465*100\%}{203,7735849} = 2,437572793\ \approx 2,4\%\ $$
Wykres
Wnioski.
Na ewentualne błędy wartości oporu w poszczególnych pomiarach mogły wpłynąć czynniki takie jak niedokładność mierników, czy też niedokładność zasilacza stabilizowanego.