Wyznaczanie stałej balistycznej galwanometru balistycznego, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, sem VI, Laborka, fizyka


PRACOWNIA ZAKŁADU FIZYKI PL

Radosław Michałek

Wydział Elektryczny

Grupa EDi 2.1

Data wykonania ćwiczenia: 1999-02-24

Numer ćwiczenia:

E 2.3

Temat ćwiczenia: Wyznaczanie stałej balistycznej galwanometru balistycznego

Zaliczenie:

Ocena:

Data:

Podpis:

  1. Tabela pomiarów

  2. L.p.

    C [F]

    U0 [V]

    q [C]

    n [dz]

    Sb [C/dz]

    1

    5,5 * 10-6

    10

    55*10-6

    6400

    8,59*10-9

    2

    6400

    8,59*10-9

    3

    6500

    8,46*10-9

    4

    6500

    8,46*10-9

    5

    6400

    8,59*10-9

    6

    6350

    8,66*10-9

    7

    6400

    8,59*10-9

    8

    6450

    8,53*10-9

    9

    6350

    8,66*10-9

    10

    6400

    8,59*10-9

    11

    6500

    8,46*10-9

    Σn=70650

    n≈6400

    ΣSb=94,18*10-9

    Sbśr=8,56*10-9

    1. Obliczenia

    0x01 graphic

    0x01 graphic

    1. Krótka teoria

    Galwanometr jest przyrządem służącym do pomiaru bardzo małych prądów w zakresie 10-11−10-5 A ,oraz bardzo małych napięć (znając jego rezystancję wewnętrzną) w zakresie 10-7−10-5 V. Najdokładniejszy i najczęściej używany jest galwanometr magnetoelektryczny. Zbudowany jest z ruchomej cewki odchylającej się w polu nieruchomego magnesu pod wpływem sił elektrodynamicznych, które powstają podczas przepływu prądu przez cewkę.

    0x08 graphic
    0x08 graphic
    0x08 graphic
    0x08 graphic
    0x08 graphic
    0x08 graphic
    0x08 graphic
    0x08 graphic
    0x08 graphic
    0x08 graphic

    F

    0x08 graphic

    0x08 graphic

    F

    Ramka zawieszona jest na cienkiej tasiemce będącej równocześnie doprowadzenie prądu. W galwanometrze zwierciadłowym ramka połączona jest sztywno ze zwierciadłem. Zatem zwierciadło skręca się o taki sam kąt co ramka. Promień świetlny odbija się od niego i tworzy na skali przesuwającą się plamkę.

    Równanie różniczkowe ruchu ramki galwanometru

    0x01 graphic

    I - moment bezwładności [ I ]=

    α - wychylenie ramki [α ]=

    P1 - współczynnik hamowania elektromagnetycznego [P1]= ]

    P2 - współczynnik tłumienia mechanicznego

    D - współczynnik proporcjonalności nici [D]=

    B - indukcja magnetyczna [B]=T=0x01 graphic

    N - ilość zwoi

    S - powierzchnia ramki [S]=m2

    I - prąd przepływający przez cewkę [i]=A

    Galwanometr balistyczny jest odmianą galwanometru magnetoelektrycznego o dużym momencie bezwładności ramki (uzyskanym np. przez doczepienie do ramki dodatkowego obciążenia).dzięki temu okres To drgań swobodnych ramki galwanometru balistycznego jest stosunkowo duży w porównaniu z czasem t trwania impulsu prądu. Galwanometr balistyczny jest stosowany do pomiaru

    małych ładunków elektrycznych , przepływających w obwodzie w czasie krótszym niż okres drgań własnych ramki galwanometru.

    1. Schemat ćwiczenia i opis wykonania

    Celem ćwiczenia jest zyznaczenie stałej balistycznej dla badanego galwanometru.

    W celu wyznaczenia stałej balistycznej wykorzystuję układ pomiarowy przedstawiony na poniższym schemacie:

    0x01 graphic

    Prąd stały z zasilacza doprowadza się przez dzielnik napięcia do kondensatora o znanej pojemności C. Jeżeli przełącznik K jest ustawiony w położeniu 1, kondensator zostaje naładowany do napięcia U0. Po energicznym przełączeniu w położenie 2, naładowany wcześniej kondensator rozładowuje się przez galwanometr balistyczny, wprawiając w ruch jego ramkę. Stałą balistyczną obliczamy ze wzoru:

    0x01 graphic

    C - pojemność kondensatora [C]=1F=0x01 graphic

    Uo- napięcie elektryczne [U]=1V=0x01 graphic

    n- liczba działek

    1. Opracowanie wyników pomiarów

    1. Błędy przypadkowe - metoda Gaussa

    N≥10

    L.p.

    C [F]

    U0 [V]

    n [dz]

    rn= n -n[]

    r2n=(n - n)2[ ]

    1

    5,5 * 10-6

    10

    6400

    0

    0

    2

    6400

    0

    0

    3

    6500

    100

    104

    4

    6500

    100

    104

    5

    6400

    0

    0

    6

    6350

    -50

    0,25*104

    7

    6400

    0

    0

    8

    6450

    50

    0,25*104

    9

    6350

    -50

    0,25*104

    10

    6400

    0

    0

    11

    6500

    100

    104

    Σn=70650

    n≈6400

    Σrn2=3,75*104

    Średni błąd kwadratowy pojedynczego pomiaru (odchylenie standardowe)

    0x01 graphic

    n=3*50 dz= 150 dz

    Dla wszystkich pomiarów spełniony jest warunek:

    rn < σn

    Błędy grube nie występują - pomiary wykonane prawidłowo

    Średni błąd kwadratowy średniej arytmetycznej

    0x01 graphic

    Średni błąd kwadratowy pomiaru pośredniego

    0x01 graphic
    0x01 graphic
    0x01 graphic
    0x01 graphic

    c=const , 0x01 graphic

    U0=const , 0x01 graphic

    0x01 graphic

    Wynik pomiaru tej wielkości możemy zapisać następująco:

    - Przy kryterium jednosigmowym

    0x01 graphic

    co oznacza, że w tym przedziale można z prawdopodobieństwem p=68,3% oczekiwać wartości rzeczywistej Sb

    0x01 graphic

    0x01 graphic

    Błąd przeciętny

    0x01 graphic

    Błąd prawdopodobny

    0x01 graphic

    0x01 graphic

    co oznacza, że w tym przedziale można z prawdopodobieństwem p=99,7% oczekiwać wartości rzeczywistej Sb

    Błąd względny maksymalny - metoda różniczkowa uproszczona

    0x01 graphic

    ΔUo m=ΔUo'+ΔUo''

    Δ Uo' -błąd bezwzględny pomiaru napięcia wynikający z klasy niedokładności miernika 0x01 graphic

    ΔUo'' - błąd bezwzględny pomiaru napięcia wynikający z niedokładności odczytu

    0x01 graphic

    Woltomierz

    zakres - 15V

    klasa - 0,5

    liczba działek - 75

    0x01 graphic
    ΔUo max =0,075+0,21=0,275V

    Kondensator

    zakres - 11μF 1,1μF

    klasa - 0,1 0,5

    ΔC max=ΔC'+ΔC''

    ΔC' i ΔC'' - błędy wynikające z klasy niedokładności poszczególnych zakresów dekady kondensatora

    0x01 graphic
    ΔCmax=1,1*10-8F + 0,5*10-8F=1,6*10-8F

    Galwanometr

    Δn max=Δn'+Δn''

    Δnmax - błąd pomiaru wychylenia związany z niedokładnością skali galwanometru

    0x01 graphic
    Δnmax=100dz +100dz =200 dz

    0x01 graphic

    0x01 graphic

    δm(Sb)=0,0275+0,0027+0,03 = 0,0602

    δm(Sb)=6,02%

    1

    1

    S

    N



    Wyszukiwarka

    Podobne podstrony:
    Wyznaczanie charakterystyki licznika GM - FUSIARZ, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, sem VI, La
    Wyznaczanie skręcalności właściwej roztworów - MICHAŁEK, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, sem
    Wyznaczanie prędkości fal akustycznych metodą rury Kundta, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, se
    Skalowanie mikroskopu i pomiar małych przedmiotów, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, sem V
    E3 1, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, sem VI, Laborka, fizyka
    Zjawisko rezonansu elektrycznego, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, sem VI, Laborka, fizyka
    Fizyka - ŚCIĄGAWKI, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, sem VI, Laborka, fizyka
    Czwórniki, Politechnika Lubelska, Studia, sem III, pen
    stany nieustalone w obwodach RLC zasilanych ze źródła napięcia stałego, Politechnika Lubelska, Studi
    BUEE alfabetycznie, Politechnika Lubelska, Studia, sem III, Bezpieczeństwo użytkowania urządzeń elek
    Autentyczne dialogi pilotów, Politechnika Lubelska, Studia, sem III
    Metoda prądów oczkowych, Politechnika Lubelska, Studia, sem III, materiały, Teoria Obwodów1, kabelki
    bezpieczenstwo calosc 2, Politechnika Lubelska, Studia, sem III, Bezpieczeństwo użytkowania urządzeń
    strona piotrka, Politechnika Lubelska, Studia, sem III, pen, METODY NUMERYCZNE, metody numeryczbe st
    rozniczki, Politechnika Lubelska, Studia, sem III

    więcej podobnych podstron