Laboratorium Podstaw Fizyki 10.03.2009
Małgorzata Nowaczyk 168674 Paulina Bugno Grzegorz Skorupiński	Sprawozdanie z ćwiczenia nr 100b Temat: Podstawowe pomiary elektryczne
Wydział Chemiczny	prowadzący: dr Anna Wróbel	grupa: wt. 13.15 - 14.45

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi pomiarami elektrycznymi oraz ze sposobem wyznaczania rezystancji opornika. Aby wyznaczyć opór, należy zmierzyć napięcie oraz natężenie prądu przyłożonego do przewodnika oraz zastosować prawo Ohma. Prawo to mówi, iż opór przewodnika liniowego równy jest ilorazowi napięcia i natężenia prądu przyłożonego do przewodnika. Można zapisać to wzorem:

gdzie

Bezpośrednio zmierzymy napięcie oraz natężenie prądu, odpowiednio woltomierzem oraz amperomierzem. Sposób połączenia mierników oraz opornika przedstawia schemat:

Zestaw przyrządów wykorzystanych w tym ćwiczeniu

• Zestaw z opornikami i żarówką wraz z gniazdami montażowymi

• Zasilacz stabilizowany

• 2 mierniki uniwersalne

• Przewody elektryczne

W tabeli zostały zebrane wyniki pomiarów, wyniki obliczeń niepewności pomiarów. Ponadto zawarto w niej obliczone wartości oporów oraz niepewności wyznaczenia:

¹ΔU= ±0,3%rdg + 1dgt

²ΔI = ±0,8%rdg + 1dgt

³δR - niepewność względna

Przykładowe obliczenia:
1. Niepewność pomiaru napięcia prądu

ΔU= ±0,3%rdg + 1dgt
np. dla pomiaru nr 1 dla żarówki
0,03%rdg: 0,003*3,24=0,00972[V]

1dgt: 0,01

ΔU=0,003*3,24+0,01=0,01972[V]
zaokrąglamy do 2 miejsc znaczących, do daje wynik ΔU=0,02 [V]

2. Niepewność pomiaru natężenia prądu

ΔI= ±0,8%rdg + 1dgt

np. dla pomiaru nr 1 dla żarówki
0,8%rdg: 0,008*22,39=0,17912 [mA]

1dgt: 0,1

ΔI=0,008*22,39+0,1=0,27912 [mA]

zaokrąglamy do 1 miejsca znaczącego, co daje wynik ΔI=0,3 [mA]

3. Rezystancja opornika

np. dla pomiaru nr 1 dla opornika

ponieważ niepewność bezwzględna wyznaczenia zaokrąglana jest do 2 cyfr znaczących, to również wyznaczoną rezystancję zaokrąglamy do 2 cyfr znaczących, co daje wynik 164,89 Ω

4. Niepewność bezwzględna wyznaczonej rezystancji
metoda różniczki zupełnej

np. dla pomiaru nr 1 dla opornika

zaokrąglamy wynik do 2 cyfr znaczących, co daje nam wynik ΔR=2,16 Ω

5. Niepewność względna wyznaczonej rezystancji
metoda różniczki logarytmicznej

np. dla pomiaru nr 1 dla opornika

wynik zaokrąglamy do 2 cyfr znaczących co daje wynik 0,020

Wnioski

• Patrząc na wyniki rezystancji żarówki zauważamy, iż nie jest to, tak jak w przypadku opornika, wartość stała. Różnice wynikają z tego, iż włókno żarówki oraz opornik zbudowane są z różnych materiałów, przy czym materiał, z którego wykonano włókno żarówki ma większy współczynnik temperaturowy rezystancji niż materiał opornika. Oznacza to, że temperatura ma większy wpływ na oporność w przypadku żarówki niż w przypadku opornika;

• Otrzymane wyniki potwierdzają prawo Ohma, które mówi, że opór to zależność liniowa pomiędzy natężeniem a napięciem prądu;

• Niepewność pomiaru jest niewielka - stanowi 0,01% wartości rezystancji. Największy udział ma w niej niepewność pomiaru napięcia prądu (86% wyliczonej niepewności);

• Aby uzyskać bardziej precyzyjny wynik, należałoby użyć do pomiarów napięcia woltomierza o dokładniejszych wskazaniach.

R - opór
U - napięcie elektryczne

I - natężenie prądu

---