Wyniki pomiarów i obliczeń:
R2-wartości ustawionej oporności rezystora dekadowego
Rx1-4-wartości wyznaczonych na podstawie pomiarów i obliczeń rezystancji szukanych
Rxśr - wartość średnia rezystancji
σRx - odchylenie standardowe wartości średniej rezystancji
n - ilość pomiarów
R2 [Ω] |
a [mm] |
Rx1 [Ω] |
10 |
486 |
9,455253 |
11 |
464 |
9,522388 |
12 |
440 |
9,428571 |
13 |
421 |
9,452504 |
14 |
406 |
9,569024 |
15 |
390 |
9,590164 |
20 |
321 |
9,455081 |
|
Rx1śr |
9,496141 |
Rx1=9,496 Ω σRx1=0,024 Ω
Rx1=9,5±0,1 Ω
R2 [Ω] |
a [mm] |
Rx2 [Ω] |
20 |
485 |
18,83495 |
21 |
478 |
19,22989 |
22 |
465 |
19,1215 |
24 |
444 |
19,16547 |
27 |
406 |
18,45455 |
|
Rx2śr |
18,96127 |
Rx2=18,961 Ω σRx2=0,144 Ω
Rx2=19±0,2 Ω
R2 [Ω] |
a [mm] |
Rx3 [Ω] |
30 |
498 |
29,76096 |
33 |
463 |
28,45251 |
36 |
443 |
28,63196 |
39 |
418 |
28,01031 |
42 |
402 |
28,23411 |
|
Rx3śr |
28,61797 |
Rx3=28,618 Ω σRx3=0,304 Ω
Rx3=28,6±0,4 Ω
R2 [Ω] |
a [mm] |
Rx4 [Ω] |
50 |
476 |
45,41985 |
53 |
467 |
46,43715 |
56 |
450 |
45,81818 |
59 |
438 |
45,98221 |
62 |
427 |
46,20244 |
|
Rx4śr |
45,97197 |
Rx4=45,972 Ω σRx4=0,173 Ω
Rx4=46±0,2 Ω
Rx12s-oznacza rezystancje 1 i 2 połączone szeregowo
R2 [Ω] |
a [mm] |
Rx12s [Ω] |
30 |
493 |
29,1716 |
33 |
471 |
29,38185 |
36 |
450 |
29,45455 |
39 |
426 |
28,94425 |
42 |
410 |
29,18644 |
|
Rx12sśr |
29,22774 |
Rx12s=29,228 Ω σRx12s=0,09 Ω
Rx12s=29,2±0,1 Ω
Rx12r-oznacza, że te rezystancje są połączone równolegle
R2 [Ω] |
a [mm] |
Rx12r [Ω] |
6 |
481 |
5,560694 |
7 |
436 |
5,411348 |
8 |
421 |
5,816926 |
9 |
385 |
5,634146 |
10 |
364 |
5,72327 |
|
Rx12rśr |
5,629277 |
Rx12r=5,629 Ω σRx12r=0,069 Ω
Rx12r=5,6±0,1 Ω
Rx1234s-oznacza rezystancje 1-4 połączone szeregowo
R2 [Ω] |
a [mm] |
Rx1234s [Ω] |
110 |
497 |
108,6879 |
120 |
458 |
101,4022 |
130 |
442 |
102,9749 |
140 |
421 |
101,7962 |
150 |
410 |
104,2373 |
|
Rx1234sśr |
103,8197 |
Rx1234s=103,82 Ω σRx1234s=1,314 Ω
Rx1234s=104±2 Ω
Klasa dokładności galwanometru - 1,5
Dokładność rezystora dekadowego - 1 Ω
Dokładność przymiaru liniowego - 1 mm
Sprawdzanie poprawności wzorów na połączenie szeregowe i równoległe rezystorów:
Wartości zmierzone |
Wartości teoretyczne |
||||
R12s |
R12r |
R1234s |
R12s |
R12r |
R1234s |
29,2 |
5,6 |
104 |
28,5 |
6,3 |
103,1 |
2,4% |
12,5% |
0,9% |
Błędy wartości mierzonych względem teoret. |
Wartości teoretyczne obliczyliśmy ze wzorów:
Błąd wartości mierzonych względem wartości teoretycznych obliczyliśmy według wzoru:
Wyznaczanie histogramu:
Wykonaliśmy serie 40 pomiarów tej samej wartości rezystancji powstałej przez równoległe połączenie rezystorów R1 i R4.
Lp |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
R2 [Ω] |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Rx14r [Ω] |
7,621 |
7,95 |
8,628 |
5,501 |
8,228 |
8,32 |
7,925 |
7,936 |
7,791 |
7,825 |
a[mm] |
884 |
799 |
742 |
579 |
622 |
581 |
531 |
498 |
464 |
439 |
Lp |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
R2 [Ω] |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
21 |
Rx14r [Ω] |
7,868 |
7,802 |
7,833 |
7,841 |
7,761 |
7,529 |
7,709 |
7,751 |
7,912 |
7,767 |
a[mm] |
417 |
394 |
376 |
359 |
341 |
320 |
312 |
301 |
294 |
270 |
Lp |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
R2 [Ω] |
23 |
25 |
27 |
30 |
35 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
Rx14r [Ω] |
7,914 |
7,637 |
8,156 |
7,688 |
7,631 |
7,506 |
7,471 |
7,189 |
7,093 |
7,051 |
a[mm] |
256 |
234 |
232 |
204 |
179 |
158 |
130 |
107 |
92 |
81 |
Lp |
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
37 |
38 |
39 |
40 |
R2 [Ω] |
90 |
95 |
100 |
105 |
110 |
115 |
120 |
125 |
135 |
145 |
Rx14r [Ω] |
6,878 |
6,822 |
6,724 |
6,702 |
6,897 |
6,693 |
6,449 |
6,303 |
6,509 |
6,515 |
a[mm] |
71 |
67 |
63 |
60 |
59 |
55 |
51 |
48 |
46 |
434 |
Liczba wyników pomiarów przypadających na przedział przedstawia tabela i histogram.
R=7,433 Ω
σ=0.654 Ω
Przedziały rezystancji |
Ilość pomiarów przypadających na dany przedział |
R-3σ;R-2σ
|
1 |
R-2σ;R-σ
|
7 |
R-σ;R
|
6 |
R;R+σ
|
22 |
R+σ;R+2σ
|
4 |
Wnioski:
Wartości rezystancji wyznaczonych ze wzorów na opór zastępczy połączeń szeregowego i równoległego różnią się od wartości otrzymanych z pomiarów maksymalnie o 12.5% (dla połączenia równoległego). Dla połączenia szeregowego różnica te jest rzędy kilku procent (2,4 i 0,9). Tak duża różnica wyników doświadczalnych i teoretycznych dla połączenia równoległego może być spowodowana małą rezystancją opornika mierzonego. Błędy pomiaru wynikały również ze słabej czułości galwanometru, małej dokładności rezystora dekadowego jak i dużej rezystancji styków (kable, zaciski).
Niestety nie mogliśmy zaobserwować rozkładu normalnego wartości według krzywej Gaussa, ponieważ wykonaliśmy zbyt mało pomiarów by zaobserwować ten rozkład (40 pomiarów). Taka ilość pomiarów spowodowana była tym, że wzięliśmy do pomiarów zbyt małą rezystancję co spowodowało, że rezystor drutowy okazał się zbyt krótki by wykonać 100 pomiarów. Najwięcej pomiarów przypada na przedział (R;R+σ) - 22 pomiary (55%).