Laboratorium Podstaw Fizyki
Numer ćwiczenia: 100B

Temat ćwiczenia: Podstawowe pomiary elektryczne
Nazwisko i imię prowadzącego kurs: mgr inż. Wojciech Kordas

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:

Wstęp teoretyczny:

Rezystancja – opór czynny przewodnika elektrycznego w którym płynie prąd stały. Dla większości materiałów rezystancja nie zależy od natężenia prądu, wówczas natężenie prądu jest proporcjonalne do przyłożonego napięcia.

Korzystając z prawa Ohma:

$$I = \frac{U}{R}$$

gdzie:

I — natężenie prądu elektrycznego,

U — napięcie elektryczne.

$$R = \frac{U}{I}$$

gdzie:

R - opór przewodnika,

U - zmierzone napięcie na zaciskach żarówki/rezystora,

I - natężenie prądu płynącego w układzie pomiarowym.

Układy pomiarowe zmontowano według poniższych schematów:

Schemat nr 1

Schemat nr 2

Lp.	I [mA]	Zakres pomiarowy amperomierza	∆I [mA]	δI [%]	U [V]	Zakres pomiarowy woltomierza	∆U	δU[%]	Zakres pomiarowy zasilacza	R [Ω]	∆R
1.	37,24	400mA	±0,29	0,78	4,54	20 [V]	±0,01	0,22	4,5V	121,91	±0,06
2.	49,00		±0,38	0,78	6,03		±0,02	0,33	6,0V	123,06	±0,06
3.	61,00		±0,48	0,79	7,51		±0,03	0,40	7,5V	123,11	±0,06
	R średnie	122,69	±0,06

Tabela pomiarowa dla schematu 1:

Lp.	I [mA]	Zakres pomiarowy amperomierza	∆I [mA]	δI [%]	U [V]	Zakres pomiarowy woltomierza	∆U [V]	δU [%]	Zakres pomiarowy zasilacza	R [Ω]	∆R
1.	27,87	400mA	±0,21	0,75	4,59	20 [V]	±0,01	0,18	4,5V	164,69	±0,05
2.	37,04		±0,29	0,78	6,09		±0,02	0,33	6,0V	164,42	±0,05
3.	45,60		±0,35	0,77	7,58		±0,03	0,40	7,5V	166,23	±0,05
	R średnie	165,11	±0,05

Tabela pomiarowa schematu 2:

Wykres do schematu 1:

Wykres do schematu 2:

Przeliczenia jednostek:
37,24 mA = 0.03724 A
49,00 mA = 0,049 A
61,00 mA = 0,061 A
27,87 mA = 0,02787 A
37,04 mA =0,03704 A

45,60 mA = 0,0456 A

Przykładowe obliczenia:

$$R_{1} = \frac{U}{I} = \frac{- 4,54}{- 0,03724} = 121,91\ \lbrack\mathrm{\Omega}\rbrack$$

$$R_{srednie} = \frac{\sum_{i = 1}^{n}R_{i}}{n} = \frac{(121,91 + 123,06 + 123,11)}{3} = 122,69\ \lbrack\mathrm{\Omega}\rbrack$$

$$R_{1} = \frac{\partial R}{\partial U} \bullet R + \frac{\partial R}{\partial I} \bullet I$$

$$R = \left| \frac{\partial R}{\partial U} \right| \bullet U + \left| \frac{\partial R}{\partial I} \right| \bullet I$$

$$\frac{\partial R}{\partial U} = \frac{1}{I}$$

$$\frac{\partial R}{\partial I} = \frac{1}{U}$$

$$R = \frac{U}{I} + \frac{I}{U}$$

$$R = \frac{U}{I} + \frac{I}{U} = \frac{0,01}{37,24} + \frac{0,29}{4,54} = 0,0641 = 0,06$$

$$\delta I = \frac{I}{I} \bullet 100\% = \frac{0,29}{37,24} \bullet 100\% = 0,7787\% = 0,78\%$$

$$\delta U = \frac{U}{U} \bullet 100\% = \frac{0,01}{4,54} \bullet 100\% = 0,2202643\% = 0,22\%$$

Zależność R=U(I) dla opornika jest liniowa, oznacza to, że dla opornika opór jest wprost proporcjonalny do wzrostu napięcia lub natężenia. Świadczą o tym otrzymane wyniki obliczeń rezystancji. Prawo Ohma: natężenie prądu elektrycznego płynącego przez przewodnik jest wprost proporcjonalne do wartości napięcia elektrycznego na jego końcach i odwrotnie proporcjonalne do rezystancji przewodnika. Biorąc pod uwagę uzyskane przeze mnie wyniki, można stwierdzić, że prawo Ohma zostało spełnione.