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 dwóch kierunków przepywu prdu. Wykonanie pomiarów co 10 mm w zakresie od 0 do 200 mm.
B. Badanie drga swobodnych galwanometru.
1. Wybranie wartoci rezystancji R1, dla której 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 którym s one obserwowane.
OPRACOWANIE WYNIKÓW
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 równania
uzyskujemy wzór na prost:
gdzie:
A. Wyznaczanie czuoci i rezystancji wewntrznej galwanometru.
1. Przedstawienie wyników pomiarów 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 wspóczynników prostej aproksymujcej wyniki przedstawione na wykresie zalenoci 1/x = f(R3).
Obliczenia wspóczynników oraz ich niepewnoci wykonujemy wg. wzorów:
Wspóczynniki kierunkowe oraz ich niepewnoci zostay obliczone z wykorzystaniem programu komputerowego.
Prosta aproksymujca 1/x = a R3 + b ma nastpujce wspóczynniki 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 róniczki zupenej.
a) Staa prdowa Ci.
Wzór na sta prdow uzyskujemy wykorzystujc równanie 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.
Wzór na rezystancj wewntrzn galwanometru uzyskujemy wykorzystujc prost aproksymujc:
gdzie:
Po przeksztaceniu otrzymujemy:
gdzie:
b =(-1,194± 0,391)[1/m] - wspóczynnik 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 wzór:
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 wspóczynników kierunkowych prostej aproksymujcej wyniki przedstawione na wykresie zalenoci ln(xA/L) = f(t).
Obliczenia wykonujemy wg. wzorów:
Wspóczynniki kierunkowe oraz ich niepewnoci zostay obliczone z wykorzystaniem programu komputerowego.
Prosta aproksymujca ln(xA/L) = a t + b ma nastpujce wspóczynniki kierunkowe:
a = - (43,2 ± 0,7) ×10- 3 [1/s]
b = - (1,60 ± 0,01) [1].
6. Obliczenie wartoci wspóczynnika tumienia oraz jego niepewnoci.
Do wyznaczenia wspóczynnika tumienia wykorzystujemy nastpujce wzory:
Po przeksztaceniu otrzymujemy:
Porównujc nastpnie wzór:
ze wzorem wynikajc z prostej aproksymujcej zaleno ln(xA/L) = f(t), czyli:
uzyskujemy kocowy wzór na wspóczynnik tumienia bS:
gdzie:
a = - (43,2 ± 0,7) ×10- 3 [1/s] - wspóczynnik kierunkowy prostej ln(xA/L) = a t + b,
ao = 5,6 [o] = 98,7 ×10- 3 [rad] - pocztkowy kt skrtu galwanometru.
bs=
Niepewno wyznaczenia wspóczynnika tumienia bS.
Dbs=
Obliczona warto wspóczynnika 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 wzór:
gdzie:
bS = (43,2 ± 0,7) ×10- 3 [1/s] - wspóczynnik 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 wzór:
gdzie:
bS = (43,2 ± 0,7) ×10- 3 [1/s] - wspóczynnik 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 WYNIKÓW 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. Wspóczynnik 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 równaniu 1/x = a R3 + b majc nastpujce wspóczynniki kierunkowe:
a = (16,614± 0,224)×10- 3 [1/(m×W)]
b = (-1,194± 0,391)[1/m].
2. Na podstawie wyników pomiarów 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 wspóczynników kierunkowych prostych aproksymujcych wyznaczylimy przy pomocy programu komputerowego.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Schemat stanowiska pomiarowego do?dania wzmacniacza operacyjnego przedstawiono na rysunku poniĹĽej
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