Laboratorium Podstaw Fizyki
Ćwiczenie:	Ćwiczenie nr 100b
		PODSTAWOWE POMIARY ELEKTRYCZNE
Prowadzący ćwiczenia:	mgr inż. Wojciech Kordas	Data wykonania ćw.: 23.02.2012
Autor:		Nr albumu
Wydział:	Chemiczny	Technologia Chemiczna

WSTĘP:

Rezystancja (opór) - R (Ω) - jest miarą oporu czynnego, z jakim element (opornik) przeciwstawia się przepływowi prądu elektrycznego. Dla większości materiałów rezystancja nie zależy od natężenia prądu, wówczas natężenie prądu jest proporcjonalne do przyłożonego napięcia.

Zgodnie z prawem Ohma korzystamy ze wzoru: I=U/R

gdzie:

I — natężenie prądu elektrycznego,

U — napięcie elektryczne.

I Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było wyznaczenie oporów włókna żarówki oraz rezystora. Pomiarów rezystancji dokonywano metodą pośrednią wykorzystując prawo Ohma:

gdzie:

R - opór przewodnika,

U - zmierzone napięcie na zaciskach żarówki/rezystora,

I - natężenie prądu płynącego w układzie pomiarowym.

Układy pomiarowe zmontowano według poniższych schematów:

II Spis przyrządów.

1. Zestaw z opornikami i żarówką wraz z gniazdami montażowymi,

2. Zasilacz stabilizowany,

3. Miernik uniwersalny M3800 (jako amperomierz o zakresie 200mA i jako woltomierz o

zakresie 20V),

4. Przewody elektryczne.

TABELA DOKŁADNOŚCI MIERNIKA METEX 3800

Funkcja	Zakres	Dokładność	Rozdzielczość
Pomiar napięcia	200 [mV]	± 0,3 % rdg + 1 dgt	100 [µV]
			2 [V]		1 [V]
			20 [V]		10 [V]
			200 [V]		100 [V]
			1000 [V]		1 [V]
	Poziom natężenia		2 [mA]	± 0,8 % rdg + 1 dg	1 [µV]
			20 [mA]		10 [µV]
		200 [mA]	± 1,2 % rdg + 1 dg	100 [µV]
	Pomiar rezystencji	200 [Ω]	± 0,5 % rdg + 3 dgt	0,1 [Ω]
		2 [kΩ]	± 0,5 % rdg + 1 dgt	1 [Ω]

TABELA POMIARÓW

1. Dla R1

Zasilanie	Napięcie	∆ U	Zakres	Natężenie	∆I [A]	Zakres	R	∆R
SEM [V]	U [V]	[V]	U [V]	I [A]			I [mA]	Ω	Ω
3	3,25	0,01975	20	26,8	0,32161	200	8,246	0,00219
4,5	4,71	0,02413	20	38,8	0,46561	200	8,238	0,00207
6	6,25	0,02875	20	51,5	0,61801	200	8,240	0,00201
7,5	7,77	0,03331	20	64	0,76801	200	8,237	0,00197
9	9,45	0,03835	20	77,8	0,93361	200	8,233	0,00195
12	12,26	0,04678	20	100,8	1,20961	200	8,222	0,00192
				Iśr: 59,95

Niepewności pomiarowe :

∆U=0,003*U[V] + 1*0,001 [V] = 0,003*3,25 [V] + 0,01 [V] = 0,01975 [V]

∆I= 0,012 *I[A]+ 1 *0,00001[A]= 0,012*26,8[A] + 0,00001 [A]= 0,32161 [A]

2.) Dla R2

Zasilanie	Napięcie	∆ U	Zakres	Natężenie	∆I [A]	Zakres	R	∆R
SEM [V]	U [V]	[V]	U [V]	I [A]			I [mA]	Ω	Ω
3	3,25	0,01975	20	20,1	0,24121	200	6,185	0,00292
4,5	4,71	0,02413	20	29,1	0,34921	200	6,178	0,00277
6	6,25	0,02875	20	38,7	0,46441	200	6,192	0,00268
7,5	7,77	0,03331	20	48,2	0,57841	200	6,203	0,00263
9	9,45	0,03835	20	58,6	0,70321	200	6,201	0,00259
12	12,26	0,04678	20	76,0	0,91201	200	6,199	0,00255
					Iśr: 45,12

3.) Dla R3

Zasilanie	Napięcie	∆ U	Zakres	Natężenie	∆I [A]	Zakres	R	∆R
SEM [V]	U [V]	[V]	U [V]	I [A]			I [mA]	Ω	Ω
3	3,26	0,01978	20	16,1	0,19321	200	4,939	0,00366
4,5	4,73	0,02419	20	23,4	0,28081	200	4,948	0,00346
6	6,28	0,02884	20	31,1	0,37321	200	4,952	0,00335
7,5	7,8	0,03340	20	38,7	0,46441	200	4,462	0,00328
9	9,49	0,03847	20	47,0	0,56401	200	4,953	0,00324
12	12,31	0,04693	20	61,1	0,73321	200	4,963	0,00319
				Iśr: 36,23

1. Przykładowe obliczenia

Niepewności pomiaru napięcia obliczono na podstawie wzorów określonych przez producenta miernika:
, na przykład:

∆U=0,003*U[V] + 1*0,001 [V] = 0,003*3,25 [V] + 0,01 [V] = 0,01975 [V]

Niepewności pomiaru natężenia obliczono analogicznie ze wzoru:

∆I= 0,012 *I[A]+ 1 *0,00001[A]= 0,012*26,8[A] + 0,00001 [A]= 0,32161 [A]

Opory poszczególnych pomiarów obliczono ze wzoru:

:

Niepewności poszczególnych pomiarów obliczono metodą różniczki zupełnej:

Ostatecznie wynik pojedynczego pomiaru wynosi na przykład:

WYKRES:

V Obserwacje i wnioski

Zależność R=U(I) dla opornika jest liniowa, a dla żarówki wzrasta wykładniczo. Oznacza to, że dla opornika opór jest wprost proporcjonalny do wzrostu napięcia lub natężenia, a dla włókna żarówki stosunek R do U jest zmienny, wraz ze wzrostem napięcia opór przyrasta w coraz większym stopniu - zmieniają się właściwości włókna.

---