jego końców napięcia, a odwrotnie proporcjonalna do rezystancji przewodnika: I=U/R Dalsze badania Ohma wykazały, że opór elektry:zny jest proporcjonalny do długości / przewodu, odwrotnie proporcjonalny do przekroju S przewodu, a ponadto zależy od rodzaju materiału z jakiego przewód został wykonany:
/
Jeden om jest rezystancją gdy różnica napięć jednego wolta wywołuje w przewodzie prąd o wartości jednego ampera.
II. Opis doświadczenia
Celem doświadczenia było zastosowanie praw Ohma i Kirchhoffa, w celu porównania wyników zmierzonych bezpośrednio wartości prądów z wartościami obliczonymi korzystając z ww. praw, dla dwóch układów, zbudowanych wg. schematu (bez i z opornikiem R$).
Po złożeniu układów wg. odpowiednich schematów, zmierzono opór każdego opornika. Następnie starano się utrzymać stałe napięcie zasilające wynoszące 10 V, podczas gdy mierzono różnice napięć na opornikach, jak i natężenie prądu w gałęziach 11 do Is-
III. Opracowanie wyników pomiarów:
Opierając się na zmierzonych wartościach oporu oporników i wartości napięcia wejściowego, można łatwo obliczyć także wartości napięć i natężeń prądów przepływających przez poszczególne oporniki. Schemat pierwszy można rozbić na dwie części, tą z opornikiem Ri. i tą z pozostałymi trzema, z których dwa są połączone szeregowo, a równolegle z trzecim. Wiemy, że opór gałęzi przez którą płynie prąd U wynosi R3 + R-i, czyli w naszym przypadku 2.94 kQ. Ponieważ opór opornika R2 wynosi 0.192 kO, ze wzoru 1/R=1/Ri+1/R2 otrzymujemy opór całego oczka jako 0.180 kO. Stąd opór całego obwodu wynosi 0.180+0.868=1.048 k£2. Korzystając z prawa Ohma, I=U/R, możemy łatwo znaleźć natężenie przepływu prądu przez cały układ: I=10V/1.048kQ = 9.54 mA. Jest to natężenie prądu w punkcie Ii. Z tego samego wzoru możemy wyliczyć napięcie na oporniku Ri: U = RI = 0.868 kO * 9.54 mA = 8.28 V. Stąd też wiemy, jakie napięcie powstaje na dużym oczku: 10V-8.28V=1.72V. Obliczamy wartość prądu płynącego przez opornik R2: 12=1.72/0.192 =8.96mA, jak i przez oporniki R3 i R.«: l3=l4=1.72/(0.550+2.390)=0.585mA. Z tego samego wzoru też już wiemy jakie napięcia na nich występują: U3=RI=0.550*0.585=0.322 V, U4=2.390*0.585=1.40 V
Wstawiamy powyższe wyniki w tabelkę i porównujemy z wynikami otrzymanymi z bezpośrednich pomiarów:
Prąd |
Natężenie zmierzone ImA] |
Natężenie wyliczone |mAl |
I. |
9.58 |
9.54 |
h |
8.86 |
8.96 |
h |
0.564 |
0.585 |
Dla drugiego schematu wyliczymy prądy podstawiając zmierzone opory i napięcia do wzoru I=U/R, gdzie otrzymujemy:
Prąd |
Natężenie zmierzone |mAl |
Natężenie wyliczone |mAl |
Ii |
16.57 |
8.41 |
I2 |
13.88 |
14.06 |
I3 |
5.63 |
5.69 |
I4 |
2.42 |
2.44 |
IV. Ocena błędu
Dla ostatniego przykładu (gdzie korzystaliśmy ze wzoru I=U/R), policzymy błąd metodą różniczki zupełnej: