Politechnika Wrocławska Instytut Fizyki	Sprawozdanie z ćwiczenia nr 100A Temat: Wyznaczanie gęstości ciał stałych. Sprawozdanie z ćwiczenia nr 100B Temat: Podstawowe pomiary elektryczne.
WBLiW rok 1	Data: 17.03.2009

Ćwiczenie 100A

1. Wstęp teoretyczny

By wyznaczyć gęstość brył o nieregularnych kształtach można zmierzyć ciężar ciała na wadze, a następnie objętość poprzez zmierzenie wszystkich średnic oraz wysokości bryły, obliczenie na ich podstawie objętości cząstkowych a na koniec zsumowanie ich w celu otrzymania objętości całkowitej. Otrzymane dane wstawiamy do wzoru:

ρ-gęstość[kg/m³]

m-masa[kg]

V-objętość[m³]

2. Cel ćwiczenia

Wyznaczenie gęstości badanego elementu. Zapoznanie się z podstawowymi narzędziami inżynierskimi ( sposobem pomiaru oraz niedokładnościami przyrządów).

3. Tabele pomiarowe

L.p.	H1	D1	D2	H2	D3	D4	D5	H3	H4	H5	Masa
	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	g
1	15,00	45,00	29,40	1,35	24,50	11,35	5,00	0,50	0,30	0,10	69,9
2	14,95	44,95	29,40	1,30	24,50	11,30	5,10	0,45	0,35	0,05	69,9
3	14,90	45,10	29,35	1,45	24,45	11,35	5,00	0,50	0,35	0,10	69,8
4	15,00	45,05	29,40	1,45	24,55	11,40	5,05	0,45	0,30	0,10	69,9
5	14,95	45,00	29,45	1,45	24,50	11,30	4,95	0,40	0,25	0,10	69,9
Śr	14,96	45,02	29,40	1,40	24,50	11,34	5,02	0,46	0,31	0,09	69,88

V1 = 23814 mm³ ΔV1 = +/- 132,4887mm³ Δm = +/- 0,01 g

V2 = 950,413 mm³ ΔV2 = +/- 37,1760 mm³ Δhi = +/- 0,05 mm

V3 = 216,86 mm³ ΔV3 = +/- 24,4569 mm³ Δdi = +/- 0,05 mm
V4 = 31,31 mm³ ΔV4 = +/- 5,3260 mm³

V5 = 1,78 mm³ ΔV5 = +/- 1,0251 mm³

Vb = 25014 mm³

g/cm³

4. Obliczenia pomiarowe

Wyniki pomiarów masy nie wykazały rozrzutu, dlatego
natomiast za niepewność pomiaru przyjmujemy niepewność przyrządu pomiarowego

Pojedyncze objętości:

Objętość bloczka:

Obliczeń niepewności pomiaru objętości bloczka dokonano przy użyciu różniczki zupełnej:

Ostatecznie:

Wartość gęstości bloczka obliczono ze wzoru:

Obliczeń niepewności pomiaru gęstości bloczka dokonano przy pomocy różniczki zupełnej:

Ostatecznie:

5. Analiza niepewności pomiarowych

Niepewności pomiarowe uwzględnione w moich obliczeniach wynikają z konieczności wykonania dość dużej ilości pomiarów, z których każdy obarczony jest błędem. Błędy każdego pojedynczego pomiaru wysokości bądź średnicy przenoszą się na błąd obliczenia objętości co z kolei powoduje mniej dokładne oszacowanie gęstości badanego bloczka.

6. Wnioski

Otrzymana gęstość jest zbliżona do gęstości aluminium podawanej w tablicach fizycznych. Przyczyną i tak małego błędu był niedostatecznie dokładne pomiary wysokości i średnic bryły co przełożyło się na błędne oszacowanie objętości oraz niedostatecznie dokładne pomiary masy.

Ćwiczenie 100B

1. Wstęp teoretyczny

W ćwiczeniu wyznaczane były opory włókna żarówki oraz rezystora. Pomiarów rezystancji dokonywano metodą pośrednią wykorzystując prawo Ohma:
(gdzie R to opór przewodnika, U-zmierzone napięcie na zaciskach żarówki/ rezystora ,a I to natężenie prądu płynącego w układzie pomiarowym) . Układy pomiarowe zmontowane według poniższych schematów:

Rys.1 Układ pomiarowy dla żarówki Rys.2 Układ pomiarowy dla rezystora 1 i 2

2. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z podstawowymi pomiarami elektrycznymi na przykładzie: pomiaru wartości oporu oporników pojedynczych i oporu włókna żarówki

3. Tabele pomiarowe

Żarówka
U1	ΔU1	I1	ΔI1	R1	ΔR1
[V]	[V]	[A]	[A]	Ω	Ω
3,17	0,01951	0,0437	0,000229	72,54	0,82653
4,61	0,02383	0,0554	0.000287	83,21	0,86119
6,14	0,02842	0,0659	0,000340	93,17	0,91200
7,66	0,03298	0,0748	0,000384	102,41	0,96662
9,31	0,03793	0,0841	0,000431	110,70	1,01833
12,10	0,04630	0,0976	0,000498	123,98	1,10688

Rezystor
U2	ΔU2	I2	ΔI2	R2	ΔR2
[V]	[V]	[A]	[A]	Ω	Ω
3,20	0,01960	0,0264	0,000142	121,21	1,39437
4,65	0,02395	0,0383	0,000202	121,41	1,26563
6,17	0,02851	0,0510	0,000265	120,98	1,18762
7,69	0,03307	0,0635	0,000328	121,10	1,14623
9,33	0,03799	0,0771	0,000396	121,01	1,11424
12,11	0,01333	0,1003	0,000512	120,74	0,74923

Rezystor 2
U3	ΔU3	I3	ΔI3	R3	ΔR3
[V]	[V]	[A]	[A]	Ω	Ω
3,21	0,01960	0,0197	0,000109	162,94	1,89647
4,66	0,02398	0,0285	0,000153	163,51	1,71918
6,19	0,02857	0,0380	0,000200	162,89	1,60918
7,70	0,03310	0,0472	0,000246	163,14	1,55151
9,35	0,03805	0,0574	0,000297	162,89	1,51357
12,14	0,04642	0,0748	0,000384	162,30	1,45378

4. Przykładowe obliczenia

Niepewności pomiaru napięcia obliczono na podstawie wzorów określonych przez producenta miernika:
, na przykład:

Niepewności pomiaru natężenia obliczono analogicznie ze wzoru:

Opory poszczególnych pomiarów obliczono ze wzoru:
:

Niepewności poszczególnych pomiarów obliczono metodą różniczki zupełnej:

Ostatecznie wynik pojedynczego pomiaru wynosi na przykład:

5. Analiza niepewności pomiarowych

Niepewności pomiarowe uwzględnione w moich obliczeniach są skutkiem niedokładnych odczytów urządzeń pomiarowych, których błędy podane są przez producenta.

6. Wnioski

W przypadku żarówki poszczególne wyniki pomiaru oporu różnią się pomiędzy sobą znacząco. Można to wytłumaczyć zależnością oporu żarnika od temperatury, rosnącej w wyniku zwiększania napięcia. Stąd też nieliniowa zależność pomiędzy napięciem a natężeniem prądu płynącego w układzie pomiarowym.

Na ewentualne błędy wartości oporu w poszczególnych pomiarach mogły wpłynąć czynniki takie jak zmiana temperatury opornika w wyniku utraty ciepła(choć i tak są to wielkości niewielkie w porównaniu z żarówką), czy sposób działania zasilacza użytego w doświadczaniu.

R

+ Z -

A

V

+ Z -

A

V

---