Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą elektryczną, Wyznaczenie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą elektryczną


Sprawozdanie z Fizyki

NUMER ĆWICZENIA: 25

TEMAT: Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą elektryczną.

PRZYRZĄDY:

przyrząd do pomiaru wydłużenia drutu

autotransformator

termos

cyfrowy miernik temperatury

termopara

transformator zabezpieczający

SCHEMAT UKŁADU POMIAROWEGO:

0x01 graphic

gdzie:

m - skala mikrometryczna

W - wskazówka i jej skala

P - ciężarek

T - termos wypełniony lodem i wodą

M - cyfrowy miernik temperatury

Z - zasilanie

1 - autotransformator

2 - transformator zabezpieczający

WARUNKI POCZĄTKOWE:

l0= ( 1,110 0,004 ) m

l = 2 l {jest to skutkiem zastosowania przekładni mechanicznej}

TABELE POMIAROWE:

Tabela 1. Pomiary wstępne (badanie niedokładności odczytu)

Lp.

l' [mm]

1.

0,005

2.

0,01

3.

0,01

4.

0

5.

0,01

Tabela 2. Pomiary właściwe

Lp.

T [C]

T [C]

l ' [mm]

l [mm]

l/l0103

105 [K-1]

105 [K-1]

[%]

1.

17,5

0,0

0,00

0,000

0,000

------------

------------

------------

2.

27,6

10,1

0,60

0,300

0,270

2,676

0,1157

4,32%

3.

36,4

18,9

1,10

0,550

0,495

2,622

0,0615

2,35%

4.

47,6

30,1

1,75

0,875

0,788

2,619

0,0386

1,48%

5.

58,0

40,5

2,34

1,170

1,054

2,603

0,0287

1,10%

6.

66,8

49,3

2,88

1,440

1,297

2,631

0,0236

0,90%

7.

78,2

60,7

3,51

1,755

1,581

2,605

0,0191

0,73%

8.

87,7

70,2

4,04

2,020

1,820

2,592

0,0165

0,64%

9.

97,3

79,8

4,58

2,290

2,063

2,585

0,0145

0,56%

10.

106,9

89,4

5,10

2,550

2,297

2,570

0,0130

0,50%

11.

119,0

101,5

5,75

2,875

2,590

2,552

0,0114

0,45%

12.

128,1

110,6

6,24

3,120

2,811

2,541

0,0104

0,41%

13.

137,5

120,0

6,75

3,375

3,041

2,534

0,0096

0,38%

14.

148,5

131,0

7,33

3,665

3,302

2,520

0,0088

0,35%

gdzie:

T - temperatura

T - przyrost temperatury (T=T-T1)

l ' - przyrost długości drutu (odczytany)

l - przyrost długości drutu (rzeczywisty, l = l '/2)

l/l0 - stosunek przyrostu długości do długości początkowej

- współczynnik rozszerzalności liniowej

- błąd bezwzględny współczynnika rozszerzalności liniowej

- błąd względny współczynnika rozszerzalności liniowej

WYKORZYSTANE WZORY:

lt = l0 ( 1 + T )

= / 100%

dla g = f (x,y):

PRZYKŁADY OBLICZEŃ I PRZEKSZTAŁCEŃ WZORÓW:

0x01 graphic

Przykładowe obliczenia dla danych z pozycji nr 5:

T = 58,0C; l ' = 2,34 mm

0x01 graphic

WYKRES:

0x01 graphic

DYSKUSJA BŁĘDÓW:

Za błąd pomiaru temperatury przyjęto jedną (ostatnią) pozycję na wyświetlaczu cyfrowym, czyli 0,1C. Przy odczycie zwracano uwagę na stabilność wskazań, tzn. stopniowo zwiększano napięcie na autotransformatorze i odczyt traktowano jako stabilny i ustalony dopiero wtedy, jeśli przez 15 sek. pozostawał nie zmieniony. Miało to na celu doprowadzenie do jednakowego rozkładu temperatury wzdłuż całego drutu.

Za błąd pomiaru wydłużenia przyjęto 1 działkę na skali, czyli 0,01 mm (z pomiarów wstępnych wynikało, że błąd odczytu wynikający z niedokładnego ustawienia wskazówki nigdy nie przekroczył 0,01 mm).

Jako l0 przyjęto podaną przez wytwórcę wartość średnią, tzn. 1110 mm. Postąpiono tak dlatego, że jakakolwiek wartość l0 byłaby i tak wielkością stałą i nie wpływającą na , a jej wpływ (w zakresie podanym przez producenta, tj. 4mm) na był bardzo niewielki (maksymalnie rzędu 0,36%).

WNIOSKI:

Współczynnik rozszerzalności liniowej otrzymany w wyniku przeprowadzonego doświadczenia wynosi od około 2,510-5 do 2,710-5 [K-1] (zależy od temperatury!). Pozwala to przypuszczać, że drut użyty w doświadczeniu wykonany był z magnezu (=2,5610-5),wanadu (=2,5510-5) lub jakiegoś stopu. Otrzymane wyniki i opracowany na ich podstawie wykres pozwalają stwierdzić, że wyniki doświadczenia są stosunkowo dokładne i odpowiadające rzeczywistości (linia łącząca poszczególne punkty na wykresie jest linią prostą). Również uzyskane błędy okazały się niewielkie jak na użytą w doświadczeniu aparaturę. Oczywiście zastosowanie dokładniejszego miernika temperatury, czy czulszego miernika mikrometrycznego zwiększyłoby jeszcze tę dokładność, ale nawet teraz nie można uznać dużym błędem δα rzędu 0,5%. Należy pamiętać oczywiście o tym, że im większa była wartość ΔT, tym błąd względny był mniejszy (dlatego że ta wielkość występowała w mianowniku wzoru na Δα i jej zwiększanie zmniejszało jednocześnie wartość błędu).

Na zakończenie uwaga dotycząca przyjętej konwencji zapisu. Otóż zapis Δl, ΔT oznacza odpowiednio przyrost długości i przyrost temperatury, natomiast Δ(Δl), Δ(ΔT) oznacza błędy określenia tych przyrostów.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą elektryczną 1 (2)
OI13 Wyznaczanie wspolczynnika rozszerzalnosci liniowej cial stalych metoda elektryczna
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą elektryczną2, Wyznaczenie współczynnika ro
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności, Wyznaczenie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą elektryczną 1 (3), Wyznaczenie współczynni
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą elektryczną, Pwr MBM, Fizyka, sprawozdania
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej, Wyznaczenie współczynnika rozszerzalności liniow
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą elektryczną 1, Wyznaczenie współczynnika r
WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ROZSZERZALNOŚCI LINIOWEJ METODĄ ELEKTRYCZNĄ (2), Wyznaczenie współczynnika
,Laboratorium podstaw fizyki, WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ROZSZERZALNOŚCI LINIOWEJ METODĄ
29 Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności cieplnej metodą elektryczną
029a Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności cieplnej metodą elektryczną sprawozdanie
,Laboratorium podstaw fizyki, WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ROZSZERZALNOŚCI LINIOWEJ METODĄ
29 Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności cieplnej metodą elektryczną
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej i objętościowej, Fizyka
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej ciał stałych przy pomocy dylatometru 1 (2)
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej ciał stałych
105 Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej ciał stałych

więcej podobnych podstron