OPIS PRZEBIEGU WICZENIA
1. Zmontowanie ukadu pomiarowego wg. schematu podanego na rysunku.
2. Zamknicie obwodu galwanometru kluczem K2. Wczenie ukadu owietleniowego galwanometru i ustawienie skali w odlegoci L = 1 m od galwanometru.
3. Ustawienie rezystancji R1 na maksymaln warto. Wczenie zasilania ukadu kluczem K1 przy ustalonej wartoci rezystancji R3 = 2 kW. Zmniejszenie wartoci rezystancji R1 do momentu, gdy plamka wietlna wychyli si o 200 mm na skali. Przeczenie przecznikiem krzyowym kierunku pynicia prdu i sprawdzenie czy wychylenie w danym kierunku jest takie samo.
A. Wyznaczanie czuoci i rezystancji wewntrznej galwanometru.
1. Dla ustalonych wartoci R1 i R2 i napicia U pomiar wychylenia plamki x jako funkcji rezystancji R3 dla dw�ch kierunk�w przepywu prdu. Wykonanie pomiar�w co 10 mm w zakresie od 0 do 200 mm.
B. Badanie drga swobodnych galwanometru.
1. Wybranie wartoci rezystancji R1, dla kt�rej plamka wychyli si o 200 mm na skali. Otwieranie klucza K2 pomiar czasu 30 drga.
2. Ustalenie wychylenia plamki na 200 mm poprzez zamykanie klucza K2. Otwieranie klucza K2 i pomiar wartoci kolejnych amplitud drga zwierciada galwanometru oraz czasu, po kt�rym s one obserwowane.
OPRACOWANIE WYNIK�W
1. Wyznaczenie natenia prdu i pyncego przez galwanometr jako funkcj napicia U oraz rezystancji R1, R2, R3 oraz Rg w obwodzie ukadu pomiarowego.
Obliczenia wykonujemy wg. wzoru:
gdzie:
R1 = 2000 [W],
R2 = 0,1 [W],
Rg = 180 [W],
U = 6 [V].
Wyniki oblicze zawiera tabela:
x �10- 3 [m] |
R3 [W] |
i �10- 9 [A] |
10 |
5913 |
49 |
20 |
3313 |
86 |
30 |
2203 |
126 |
40 |
1603 |
168 |
50 |
1303 |
202 |
60 |
1103 |
234 |
70 |
953 |
265 |
80 |
823 |
299 |
90 |
733 |
329 |
100 |
669 |
353 |
110 |
609 |
380 |
120 |
561 |
405 |
130 |
511 |
434 |
140 |
482 |
453 |
150 |
451 |
475 |
160 |
412 |
507 |
170 |
396 |
521 |
180 |
375 |
541 |
190 |
357 |
559 |
200 |
330 |
588 |
2. Wyznaczenie wzoru na prost 1/x = a R3 + b.
Podstawiajc
do r�wnania
uzyskujemy wz�r na prost:
gdzie:
A. Wyznaczanie czuoci i rezystancji wewntrznej galwanometru.
1. Przedstawienie wynik�w pomiar�w na wykresie zalenoci 1/x = f(R3) - WYKRES 1.
Dane do wykresu zawiera tabela:
R3 �103 [W] |
x [m] |
1/x [1/m] |
5,913 |
0.01 |
100.0 |
3,313 |
0.02 |
50.0 |
2,203 |
0.03 |
33.3 |
1,603 |
0.04 |
25.0 |
1,303 |
0.05 |
20.0 |
1,103 |
0.06 |
16.7 |
0,953 |
0.07 |
14.3 |
0,823 |
0.08 |
12.5 |
0,733 |
0.09 |
11.1 |
0,669 |
0.10 |
10.0 |
0,609 |
0.11 |
9.1 |
0,561 |
0.12 |
8.3 |
0,511 |
0.13 |
7.7 |
0,482 |
0.14 |
7.1 |
0,451 |
0.15 |
6.7 |
0,412 |
0.16 |
6.3 |
0,396 |
0.17 |
5.9 |
0,375 |
0.18 |
5.6 |
0,357 |
0.19 |
5.3 |
0,330 |
0,20 |
5 |
2. Obliczenie wsp�czynnik�w prostej aproksymujcej wyniki przedstawione na wykresie zalenoci 1/x = f(R3).
Obliczenia wsp�czynnik�w oraz ich niepewnoci wykonujemy wg. wzor�w:
Wsp�czynniki kierunkowe oraz ich niepewnoci zostay obliczone z wykorzystaniem programu komputerowego.
Prosta aproksymujca 1/x = a R3 + b ma nastpujce wsp�czynniki kierunkowe:
a = (16,614 � 0,224) �10- 3 [1/(m�W)]
b = (-1,194 � 0,391) [1/m].
3. Wyznaczenie wartoci staej prdowej Ci, czuoci prdowej Si galwanometru oraz jego rezystancji wewntrznej Rg. Obliczenie niepewnoci wyznaczonych wielkoci metod r�niczki zupenej.
a) Staa prdowa Ci.
Wz�r na sta prdow uzyskujemy wykorzystujc r�wnanie prostej aproksymujcej:
gdzie:
Po przeksztaceniu otrzymujemy:
gdzie:
a = (16,614 � 0,224) �10- 3 [1/(m�W)]
R1 = 2000 [W],
R2 = 0,1 [W],
U = 6 [V].
Ci=
Niepewno wyznaczenia staej prdowej Ci.
DCi=
Obliczona warto staej prdowej Ci oraz jej niepewno wynosz:
Ci = (4,98 � 0,07) �10- 6 [A/m].
b) Czuo prdowa Si.
Czuo prdowa wyraa si wzorem:
gdzie:
Ci = (4,98 � 0,07) �10- 6 [A/m] - staa prdowa,
Si=
Niepewno wyznaczenia czuoci prdowej Si.
DSi=
Obliczona warto czuoci prdowej Si oraz jej niepewno wynosz:
Si = (0,20 � 0,01)�106 [m/A].
c) Rezystancja wewntrzna Rg galwanometru.
Wz�r na rezystancj wewntrzn galwanometru uzyskujemy wykorzystujc prost aproksymujc:
gdzie:
Po przeksztaceniu otrzymujemy:
gdzie:
b =(-1,194� 0,391)[1/m] - wsp�czynnik kierunkowy prostej 1/x = a R3 + b,
Ci = (4,98 � 0,07)�10- 6 [A/m] - staa prdowa,
R1 = 2000 [W],
R2 = 0,1 [W],
U =6 [V].
Rg=
Niepewno wyznaczenia rezystancji wewntrznej Rg galwanometru.
DRg=
Obliczona warto rezystancji wewntrznej Rg galwanometru oraz jej niepewno wynosz:
Rg = (119 � 10) [W].
B. Badanie drga swobodnych.
1. Wyznaczenie okresu drga swobodnych TS galwanometru.
Okres drga wyznaczamy ze wzoru:
gdzie:
tS = (98 � 1) [s] - czas trwania 30 drga swobodnych galwanometru.
Ts=
Przyjmujemy niepewno pomiaru czasu DtS = 1 [s].
Niepewno wyznaczenia okresu drga swobodnych TS galwanometru.
DTs=
Obliczona warto okresu drga swobodnych TS galwanometru oraz jej niepewno:
TS = (3,27 � 0,03) [s].
2. Obliczenie czstotliwoci drga wasnych wo galwanometru.
Do oblicze wykorzystujemy wz�r:
gdzie:
TS = (3,27 � 0,03) [s] - okres drga swobodnych galwanometru,
ws=
Niepewno wyznaczenia czstotliwoci drga wasnych wo:
Dws=
Wyznaczona warto czstotliwoci drga wasnych oraz jej niepewno wynosi:
wS = (1,920 � 0,018) [rad/s].
3. Sporzdzenie wykresu zalenoci xA = f(t) - WYKRES 2.
Dane do wykresu zawiera tabela:
t [s] |
xA �10- 3 [m] |
3,6 |
170 |
7,0 |
148 |
10,4 |
133 |
13,5 |
112 |
16,5 |
97 |
20,2 |
86 |
23,2 |
73 |
26,7 |
62 |
30,0 |
56 |
33,2 |
48 |
4. Sporzdzenie wykresu zalenoci ln(xA/L) = f(t) - WYKRES 3.
Dane do wykresu s zawarte w tabeli:
t [s] |
ln(xA/L) [1] |
3,6 |
-1,772 |
7,0 |
-1,911 |
10,4 |
-2,017 |
13,5 |
-2,189 |
16,5 |
-2,333 |
20,2 |
-2,453 |
23,2 |
-2,617 |
26,7 |
-2,781 |
30,0 |
-2,882 |
33,2 |
-3,037 |
5. Obliczenie wsp�czynnik�w kierunkowych prostej aproksymujcej wyniki przedstawione na wykresie zalenoci ln(xA/L) = f(t).
Obliczenia wykonujemy wg. wzor�w:
Wsp�czynniki kierunkowe oraz ich niepewnoci zostay obliczone z wykorzystaniem programu komputerowego.
Prosta aproksymujca ln(xA/L) = a t + b ma nastpujce wsp�czynniki kierunkowe:
a = - (43,2 � 0,7) �10- 3 [1/s]
b = - (1,60 � 0,01) [1].
6. Obliczenie wartoci wsp�czynnika tumienia oraz jego niepewnoci.
Do wyznaczenia wsp�czynnika tumienia wykorzystujemy nastpujce wzory:
Po przeksztaceniu otrzymujemy:
Por�wnujc nastpnie wz�r:
ze wzorem wynikajc z prostej aproksymujcej zaleno ln(xA/L) = f(t), czyli:
uzyskujemy kocowy wz�r na wsp�czynnik tumienia bS:
gdzie:
a = - (43,2 � 0,7) �10- 3 [1/s] - wsp�czynnik kierunkowy prostej ln(xA/L) = a t + b,
ao = 5,6 [o] = 98,7 �10- 3 [rad] - pocztkowy kt skrtu galwanometru.
bs=
Niepewno wyznaczenia wsp�czynnika tumienia bS.
Dbs=
Obliczona warto wsp�czynnika tumienia bS oraz jego niepewno wynosz:
bS = (43,2 � 0,7) �10- 3 [1/s].
7. Wyznaczenie wartoci logarytmicznego dekrementu 
zaniku drga swobodnych oraz jego niepewnoci.
Do oblicze wykorzystujemy wz�r:
gdzie:
bS = (43,2 � 0,7) �10- 3 [1/s] - wsp�czynnik tumienia,
TS = (3,32 � 0,03) [s] - okres drga swobodnych galwanometru.
=
Niepewno wyznaczenia logarytmicznego dekrementu tumienia 
:
D
=
Obliczona warto logarytmicznego dekrementu tumienia 
oraz jego niepewnoci:
= (0,143 � 0,004) [1].
8. Wyznaczenie czstotliwoci rezonansowej wo galwanometru oraz jej niepewnoci.
Do oblicze wykorzystujemy wz�r:
gdzie:
bS = (43,2 � 0,7) �10- 3 [1/s] - wsp�czynnik tumienia,
TS = (3,32 � 0,03) [s] - okres drga swobodnych galwanometru.
w0=
Niepewno wyznaczenia czstotliwoci rezonansowej wo.
Dwo=
Obliczona warto czstotliwoci rezonansowej wo i jej niepewnoci wynosi:
wo = (1,89� 0,02)[1/s].
ZESTAWIENIE WYNIK�W OBLICZE
1. Staa prdowa Ci = (4,98 � 0,07)�10- 6 [A/m].
2. Czuo prdowa Si = (0,20 � 0,01)�103 [m/A].
3. Rezystancja wewntrzna galwanometru Rg = (119 � 10) [W].
4. Okres drga swobodnych galwanometru TS = (3,27 � 0,03) [s]
5. Wsp�czynnik tumienia bS = (43,2 � 0,7) �10- 3 [1/s].
6. Logarytmiczny dekrement zaniku drga swobodnych 
= (0,143 � 0,004) [1].
7. Czstotliwo rezonansowa wo = (1,89 � 0,02)[1/s].
WNIOSKI
1. Analizujc wykres zalenoci odwrotnoci wychylenia plamki wietlnej galwanometru od wartoci rezystancji R3 stwierdzamy, e odpowiednie punkty tworz prost. Aproksymujc ww. wykres utworzylimy prost o r�wnaniu 1/x = a R3 + b majc nastpujce wsp�czynniki kierunkowe:
a = (16,614� 0,224)�10- 3 [1/(m�W)]
b = (-1,194� 0,391)[1/m].
2. Na podstawie wynik�w pomiar�w wychylenia plamki wietlnej w czasie drga swobodnych stwierdzamy, e wychylenie xA zmniejsza si wykadniczo wraz ze wzrostem czasu drgania.
3. Wyznaczona czstotliwo rezonansowa wynosi wo = 1,89 [1/s]. Na jej podstawie znajdujemy okres drga rezonansowych To = 2P/wo. Wyznaczony okres wynosi
To = 3,323 [s], jest zatem wikszy od okresu drga swobodnych.
4. Wartoci wsp�czynnik�w kierunkowych prostych aproksymujcych wyznaczylimy przy pomocy programu komputerowego.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Schemat stanowiska pomiarowego do?dania wzmacniacza operacyjnego przedstawiono na rysunku poniżej
Schematy układów pomiarowych
Schemat stanowiska pomiarowego
Schemat postępowania pomiar pojemności buforowej
Elementarny schemat układu pomiarowego Gotszalk 2
Schemat układu pomiarowego
schemat toru pomiarowego
Schemat podczas pomiaru
schematy i pomiary
Pomiary i schematy # 9
Pomiar galwanometru statycznego v4
11 - Neonowka, NEONOW17, SCHEMATY POMIAROWE
11 - Neonowka, NEONOWK6, SCHEMATY POMIAROWE
11 - Neonowka, NEONOW19, SCHEMATY POMIAROWE
Pomiar galwanometru statycznego v3
Schemat pomiarowy
11 - Neonowka, NEONOW11, SCHEMATY POMIAROWE
11 - Neonowka, NEONOW15, SCHEMATY POMIAROWE
więcej podobnych podstron