Wydział Inżynierii Środowiska	Środa 11.15- 17.00			Nr. 11
		11.03.2009
1. Marta Cała 2. Agnieszka Panasewicz 3. Bartosz Miecznikowski	Ocena z przygotowania		Ocena ze sprawozdania	Ocena końcowa
Prowadzący:		Podpis prowadzącego:

METODY POMIAROWE I OPRACOWANIA WYNIKÓW W LABORATORIUM FIZYKI

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z metodami pomiarowymi oraz sposobami przedstawiania wyników pomiarowychdwóch wielkości:

• Elektrycznych- pomiary natężeń prądu przy różnych spadkach napięcia (pomiar opornika R4, oraz pozostałych oporników),

• Mechanicznych- pomiary średnicy śrubą mikrometryczną średnicy elementu walcowego w jego różnych miejscach.

Podstawy teoretyczne:

Pod pojęciem prądu elektrycznego rozumiemy uporządkowany przepływ ładunku elektrycznego przez przewodnik. Prawo Ohma opisuje sytuację najprostszego przypadku związku między napięciem przyłożonym do przewodnika (opornika), a natężeniem prądu przez ten przewodnik płynącego. Sformułowane prawo Ohma: stosunek napięcia do natężenia prądu płynącego przez przewodnik pomiędzy jego końcami jest stały, czyli

I  - natężenie prądu (w układzie SI w amperach - A)
U  - napięcie między końcami przewodnika (w układzie SI w woltach - V)

R- opór elektryczny, jednostką jest om (Ω)

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.

Natężeniem prądu (I) nazywamy stosunek ilości ładunku elektrycznego Q przepływającego przez dany przekrój poprzeczny S do czasu przepływu t tego 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).

Natężenie prądu płynącego przez przewodnik jest proporcjonalne do przyłożonego napięcia.

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

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

Część praktyczna:

1. Pomiar oporu R4

Układ do pomiaru oporu rezystora R4.

Pomiar oporu dokonany został metodą pośrednią w układzie z rysunku 1.

Wartość rezystancji R jest ilorazem zmierzonego napięcia U na oporniku przez wartość natężenia prądu I przepływającego przez ten opornik i wyraża się następującym wzorem:

Dokonano dwudziestu pomiarów U oraz I dla różnych wartości napięć zasilających.

Pomiarów dokonano na różnych zakresach woltomierza i różnych zakresach amperomierza, podanych w tabelce.

Błąd systematyczny pomiaru prądu amperomierzem ∆I wyraża się następującym wzorem

∆I = kl · I + 1 · C

Gdzie:

kl - klasa przyrządu wyrażona w procentach

I - zmierzona wartość natężenia prądu

C - rząd ostatniej cyfry wyniku pomiarowego

Klasa użytego amperomierza wynosi 1, 2%, natomiast rząd ostatniej cyfry wyniku pomiarowego zależy od przyjętego zakresu.

Błąd pomiaru napięcia woltomierzem ∆U wyraża się następującym wzorem

∆U = kl · Uz

Gdzie:

kl - klasa przyrządu wyrażona w procentach

Uz - zakres pomiarowy

Klasa użytego woltomierza wynosi 1 %, natomiast zakresy pomiarowe to 30 [V], 10 [V]
i 3 [V].

Poniżej tabela 1

2.Wyznaczenie oporów R1, R2 , R3

Kolejnym zadaniem było obliczenie oporu, dla R1, R2 i R3. Wykonaliśmy po 1 pomiarze dla każdego opornika. Napięcie zasilacza ustawiliśmy na 6V.

Opornik	U [V]	Zakres [V]	Błąd systematyczny [V]	I [mA]	Zakres [mA]	Błąd systematyczny [mA]
R1	1.15	3	0,03	57,5	200	0,79
R2	1.85	3	0,03	41.1	200	0,59
R3	1.90	3	0,03	41.2	200	0,59

3. Wyznaczenie średnicy elementu walcowego

Wykonanie pomiaru mechanicznego, polegającego na zmierzeniu średnicy elementu walcowego, niemetalowego za pomocą śruby mikrometrycznej o niepewności pomiarowej
0,01 mm.

1. Wykonaliśmy 90 pomiarów śrubą mikrometryczną

V

R4

A

+

-

---