Warszawa 28.02.07r.

Sprawozdanie z laboratoriów fizyki nr. I

1.Bieniecki Bartłomiej 2.Tomkiewicz Przemysław	Zespół nr 16
Wydział Inżynierii Środowiska	Ocena z przygotowania:
Środa 11:15-14:00	Ocena ze sprawozdania:
Data 28.02.2007 r	Zaliczenie:
Prowadzący: Laudyn Urszula	Podpis prowadzącego:

„Metody pomiarowe i opracowania wyników.”

Napięcie elektryczne - różnica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami obwodu elektrycznego lub pola elektrycznego. Napięcie elektryczne to stosunek pracy wykonanej podczas przenoszenia ładunku między punktami, dla których określa się napięcie do wartości tego ładunku.

Jednostką napięcia jest wolt (V), a symbolem napięcia w równaniach fizycznych jest U.

Woltomierz jest to przyrząd pomiarowy za pomocą którego mierzy się napięcie elektryczne. Jest włączany równolegle do obwodu elektrycznego.

Natężenie prądu (nazywane potocznie prądem elektrycznym) jest wielkością fizyczną charakteryzują przepływ prądu elektrycznego zdefiniowaną jako stosunek ilości ładunku elektrycznego przepływającego przez wyznaczoną powierzchnię do czasu przepływu ładunku. Definicję tę zapisujemy formalnie jako pochodną ładunku po czasie:

Gdzie: dQ - zmiana ładunku równoważna przepływającemu ładunkowi (kulomb),

dt - czas przepływu ładunku (sekunda),

I - natężenie prądu elektrycznego (amper).

Amperomierz - przyrząd pomiarowy służący do pomiaru natężenia prądu elektrycznego, jest włączany szeregowo w obwód elektryczny.

Prawo Ohma określa opór elektryczny przewodnika:

1.Cel ćwiczenia

Ćwiczenie ma na celu zapoznanie z metodami pomiarowymi oraz sposobami przedstawiania wyników pomiarowych.

2.Wykonanie ćwiczenia

Pomiar natężenia i napięcia na oporniku R4.

• w tym celu budujemy następujący układ:

Wykonujemy 18 pomiarów natężenia i napięcia, zmieniając przed każdym pomiarem napięcie zasilacza. Następnie obliczamy błąd woltomierza i amperomierza, po czym liczymy opór dla poszczególnych pomiarów i jego błąd.

Przykładowe obliczenia:

Błąd woltomierza:

Błąd amperomierza:

Opór:

Błąd pomiaru oporu:

Aby te same czynności wykonać dla oporników R1, R2, R3, należy zbudować odpowiednie układy, i tak:

• opornik R1:

• opornik R2:

• opornik R3:

Przykładowe obliczenia błędu napięcia:

Zakres:3

Klasa:1

Przykładowe obliczenia błędu natężenia:

• Dla zakresu amperomierza 20 mA

Natężenie: 2,19mA

0,5% rdg+/- 1 dgt=0,5% 2,19+/-0,01=0,02

• Dla zakresu amperomierza 200mA

Natężenie: 25,00mA

1,2% rdg+/- 1 dgt=1,2% 21,1+/-0,01=0,31

Metodą najmniejszych kwadratów znajdujemy przepis funkcji liniowej najlepiej opisującej punkty wykresu:

x	y
1,17	0,50
2,19	0,90
3,16	1,35
4,18	1,75
5,21	2,20
6,21	2,60
7,30	3,10
8,29	3,60
9,24	4,00
10,27	4,40
11,36	4,80
13,49	5,80
15,40	6,50
17,58	7,40
19,58	8,20
25,00	11,00
28,30	12,00
31,40	13,50

Prosta ma równanie: y= ax +b

Współczynnik a wyznaczamy ze wzoru:

Przyjmujemy, że b=0

	219,33
	93,6
	20529,288
	1738,385
n	18
	3129,93
	48105,649
	4064,668
M	44040.981

Równanie prostej : y=0,43 x

Prawo Ohma mówi, że natężenie prądu stałego I jest proporcjonalne do całkowitej siły elektromotorycznej w obwodzie zamkniętym lub do różnicy potencjałów (napięcia elektrycznego) między końcami części obwodu nie zawierającej źródeł siły elektromotorycznej.

Prawo Ohma określa opór elektryczny przewodnika:

gdzie:

R - opór

U - napięcie

I -natężenie

Korzystając z powyższego wzoru obliczamy wartość oporu na oporniku R4.

Błąd oporu natomiast ze wzoru:

	U [V]	Zakres [V]	błąd ΔU	Napięcie z uwzględnieniem błędu	I [mA]	Zakres [mA]	błąd ΔI	Natężenie z uwzględnieniem błędu	R [Ω]	błąd ΔR
1	0,50	3	0,03	0,50 +/- 0,03	1,17	20	0,02	1,17+/-0,02	427,35	31,43
2	0,9	3	0,03	0,90 +/- 0,03	2,19	20	0,02	2,19+/-0,02	410,96	17,63
3	1,35	3	0,03	1,35 +/- 0,03	3,16	20	0,03	3,16+/-0,03	427,22	12,98
4	1,75	3	0,03	1,75 +/- 0,03	4,18	20	0,03	4,18+/-0,03	418,66	10,27
5	2,20	3	0,03	2,20 +/- 0,03	5,21	20	0,04	5,21+/-0,04	422,26	8,68
6	2,60	3	0,03	2,60 +/- 0,03	6,21	20	0,04	6,21+/-0,04	418,68	7,60
7	3,10	10	0,10	3,10 +/- 0,10	7,3	20	0,14	7,3+/-0,14	424,66	21,64
8	3,60	10	0,10	3,60 +/- 0,10	8,29	20	0,05	8,29+/-0,05	434,26	14,76
9	4,00	10	0,10	4,00 +/- 0,10	9,24	20	0,06	9,24+/-0,06	432,90	13,46
10	4,40	10	0,10	4,40 +/- 0,10	10,27	20	0,06	10,27+/-0,06	428,43	12,30
11	4,80	10	0,10	4,80 +/- 0,10	11,36	20	0,07	11,36+/-0,07	422,54	11,29
12	5,80	10	0,10	5,80 +/- 0,10	13,49	20	0,08	13,49+/-0,08	429,95	9,88
13	6,50	10	0,10	6,50 +/- 0,10	15,4	20	0,18	15,4+/-0,18	422,08	11,34
14	7,40	10	0,10	7,40 +/- 0,10	17,58	20	0,10	17,58+/-0,10	420,93	8,03
15	8,20	10	0,10	8,20 +/- 0,10	19,58	20	0,11	19,58+/-0,11	418,79	7,42
16	11,00	30	0,30	11,00+/-0,30	25,00	200	0,31	25,00+/-0,31	440,00	17,46
17	12,00	30	0,30	12,00+/-0,30	28,30	200	0,35	28,30+/-0,35	424,03	15,84
18	13,50	30	0,30	13,50+/-0,30	31,40	200	0,39	31,40+/-0,39	429,94	14,85

Wartość oporu ma poszczególnych opornikach R1,R2,R3 obliczamy również ze wzoru :

A za pomocą metody różniczki zupełnej obliczmy błąd na poszczególnych opornikach:

opornik	Napięcie	Natężenie	Błąd woltomierza	Błąd amperomierza	opór	Błąd oporu	Opór +/- błąd oporu [Ω]
R1	2V	37,20mA	0,10	0,46	53,76 Ω	0,0157Ω	53,76 Ω +/-0,0157Ω
R2	0,7V	6,67mA	0, 03	0,000335	104,95Ω	46,87Ω	104,95Ω+/-46,87Ω

Pomiar średnicy pręta za pomocą śruby mikrometrycznej

Średnice pręta obliczamy za pomocą odczytu ze skali śruby mikrometrycznej. Skala główna znajdująca się na górze wskazuje nam podziałkę co 0,5 mm, natomiast skala dolna połówki mm. Na wrzecionie

śruby mikrometrycznej znajduje się skala z podziałka 0,5 mm na 50 części.,

Lp.	Średnica w [mm]	Błąd pomiarowy
	5,96	0,01
	5,95	0,01
	5,93	0,01
	5,94	0,01
	5,95	0,01
	5,94	0,01
	5,94	0,01
	5,94	0,01
	5,95	0,01
	5,93	0,01
	5,94	0,01
	5,95	0,01
	5,95	0,01
	5,94	0,01
	5,96	0,01

Średnice obliczamy jako:

pomiar z skali głównej górnej + pomiar połówki mm ze skali dolnej + pomiar z wrzeciona śruby mikrometrycznej = średnica

Wartość średnia:
, gdzie n=15

odchylenie standardowe:

Odchylenie standardowe średniej:

Wnioski:

Śruba jest wykonana dostatecznie dokładnie. Mierzyło się nią bardzo dobrze. Średnica prawie w każdym punkcie jest taka sama.

---