Wyniki pomiarów i obliczeń:
R2-wartości ustawionej oporności rezystora dekadowego
Rx1-4-wartości wyznaczonych na podstawie pomiarów i obliczeń rezystancji szukanych
R2 [Ω] |
a [mm] |
Rx1 [Ω] |
238 |
500 |
238 |
270 |
450 |
220,9 |
180 |
550 |
220 |
160 |
600 |
240 |
308 |
400 |
205,3 |
|
Rx1śr |
224,8 |
|
σ Rx |
6,412 |
R2 [Ω] |
a [mm] |
Rx2 [Ω] |
88 |
500 |
88 |
107 |
450 |
87,5 |
133 |
400 |
88,7 |
74 |
550 |
90,4 |
57 |
600 |
85,5 |
|
Rx2śr |
88 |
|
σ Rx2 |
0,802 |
Rx12s-oznacza rezystancje 1 i 2 połączone szeregowo
R2 [Ω] |
a [mm] |
Rx12s [Ω] |
290 |
500 |
290 |
330 |
450 |
270 |
383 |
400 |
255,3 |
241 |
550 |
294,6 |
207 |
600 |
310,5 |
|
Rx12sśr |
284 |
|
σ Rx12s |
9,663 |
Rx12r-oznacza, że te rezystancje są połączone równolegle
R2 [Ω] |
a [mm] |
Rx12r [Ω] |
45 |
600 |
67,5 |
56 |
550 |
68,4 |
66 |
500 |
66 |
83 |
450 |
67,9 |
101 |
400 |
67,3 |
|
Rx12rśr |
67,4 |
|
σ Rx12r |
0,407 |
Dokładność rezystora dekadowego - 1 Ω
Dokładność przymiaru liniowego - 1 mm
Rx1-4 wyznaczaliśmy z następującego wzoru:
Zaś odchylenia standartowe średniej σ Rx2 :
Błąd obliczonej wartość rezystancji połączenia szeregowego σRsz:
Błąd obliczonej wartość rezystancji połączenia równoległego σRrów:
Rezystancja połączeń szeregowych dwóch rezystorów wyraża się wzorem: Rs=R1+R2, i dla badanych rezystorów wynosi 312±6,46 Ω a nam wyszła 284±9,663 Ω. Jest to duża różnica, ale praktycznie mieści się w granicach błędów. Z tego wynika, że wzory na rezystancję zastępczą połączenia szeregowego rezystorów jest słuszny.
Rezystancja połączeń równoległych dwóch rezystorów wyraża sie wzorem:
i dla badanych rezystorów wynosi 63,2±0,8 Ω a nam wyszła 67,4±0,15.
Wyniki potwierdzają, że te wzory również są słuszne.
Wyznaczanie histogramu i testowanie hipotezy o rozkładzie prawdopodobieństwa
TEST X2:
Wykonaliśmy serie 100 pomiarów tej samej wartości rezystancji. Liczba wyników pomiarów przypadających na przedział przedstawia tabela i histogram.
Rsr=21,8 Ω
σ=0.9 Ω
KLASA: (wokół Rsr) |
Rsr-3σ; Rsr-2σ |
Rsr-2σ; Rsr-σ |
Rsr-σ; Rsr |
Rsr; Rsr+σ |
Rsr+σ; Rsr+2σ |
Rsr+2σ; Rsr+3σ |
Ndosw (ilość wyników) |
7 |
16 |
35 |
16 |
16 |
10 |
pteor (r. norm) |
0,023 |
0,136 |
0,341 |
0,341 |
0,136 |
0,023 |
Nt=N *tpteor |
2,3 |
13,6 |
34,1 |
34,1 |
13,6 |
2,3 |
(Nd-Nt)2/Nt |
9,6 |
0,4 |
0,02 |
9,6 |
0,4 |
25,7 |
Jest to dużo więcej niż wynosi X2kryt które dla takiej próbki pomiarów wynosi 11,07 na poziomie ufności 0.95. Stąd wynika, że nasz pomiar był na niższym poziomie ufność. Bierze się to stąd, że użyty galwanometr ustawiliśmy na najmniejszej czułość.
Wnioski:
Wartości rezystancji wyznaczonych ze wzorów na opór zastępczy połączeń szeregowego i równoległego nie różnią się w sposób znaczący od wartości otrzymanych z pomiarów. Błędy pomiaru wynikały z słabej czułości galwanometru dokładności rezystora dekadowego jak i rezystancji styków (kable, zaciski). Najwięcej pomiarów przypada na przedział (R-σ;R) - 35 pomiary (35%), zaś w przedziale (R-σ;R+σ) przypada już 52%. Otrzymany diagram w przybliżeniu przypomina krzywą Gausa.