e11 (физика лабы 2 курс 3-й семестр (методички)), страница 3

7. Посредством переключателя П обеспечивается включение в схему источников εX и εN. Резистор R0 введен в схему для ограничениятока в цепи гальванометра Г. Участок ABC условно представляет проводящий слой потенциометра. Сопротивление участка AВ, соответствующее углу поворота α движка потенциометра,можно определить по градуировочному графику R=f(α). В установке угол поворота α движкапотенциометра отсчитывают по угломерной шкале против часовой стрелки.εεNεXАПСαВR0Рис.

7Порядок выполнения эксперимента следующий.1. Собрать электрическую цепь установки согласно (см. рис. 7) и подготовить ее к работе. Дляэтого необходимо:а) установить максимальное значение сопротивления резистора R0, повернув его ручку по часовой стрелке до упора;б) установить движок В потенциометра в среднее положение;в) включить установку в сеть (~ 220 В).2. Добиться компенсации ЭДС элемента εX, перемещая движок потенциометра. По мере приближения стрелки гальванометра к нулю уменьшать сопротивление резистора R0 до нуля. Полная компенсация происходит при токе (проходящем через гальванометр), равном нулю.

Определить по шкале значение угла αX движка потенциометра и записать его в табл. 2. Установитьрезистор R0 и движок В в исходное положение.Таблица 222№ п/пαN − αNαXαNα −αα −αα −αX1...5X(XX)(NN)3. Добиться компенсации ЭДС нормального элемента. Нажать кнопку П и, удерживая ее, вращать движок потенциометра до полной компенсации. При этом сопротивление R0 должно бытьуменьшено до нуля. Зафиксировать значение угла αN движка потенциометра и внести его в табл. 2.4.

Повторить пп. 2 и 3 эксперимента 5 раз. Вычислить среднее значение углов α X и α N , а пографику R=f(α) определить соответствующие им значения R X и R N . Найти среднее значениеЭДСεXисточника по формуле:εX= εNRXRNПорядок анализа и обработка результатов эксперимента следующий.1. Для исключения систематических погрешностей, связанных с несовпадением указателядвижка потенциометра и стрелки гальванометра с нулевой отметкой, перед проведением экспериментов необходимо убедиться в правильности их положения.ε2.

Оценить погрешность измерения ЭДС X источника. Случайный разброс результатов повторных измерений углов αX и αN может быть вызван многими причинами. Например: а) колебаниями напряжения в сети, что приводит к изменению ЭДС исследуемого источника; б) изменением сопротивления потенциометра вследствие нагрева; в) невнимательностью экспериментатора.αNСлучайную погрешность измерения углов α X ирассчитывают по формулеn∑ (αi=1Δα = t P,f-α)2in ( n -1)tP,f - коэффициент Стьюдента (принять Р = 0,68, тогда t0,68;4 =1,2).Инструментальная погрешность при измерении углов обусловлена погрешностью разметки угломерной шкалы. Поскольку связь между ценой деления и пределом допускаемой инструментальной погрешности строго не устанавливается, примем ΔИНСТ = 1О.Суммарную среднюю квадратическую погрешность измерения углов, обусловленную совместным действием инструментальной и случайной погрешностей, можно оценить по формуле [3]∆α =∆ 2И Н С Т2+ (∆ α )3В случае, когда одна из этих составляющих преобладает над другой, можно пренебречь меньшей погрешностью.

Согласно ГОСТ 8.207-76, случайная погрешность считается малой, еслиΔИНСТ > 8 ∆α . Инструментальная погрешность считается малой, если ΔИНСТ < 8 ∆α .Погрешность определения сопротивлений RX и RN рассчитывают по формулам:ΔR X =df⋅ Δα Xdα α=αXΔR N =df⋅ Δα Ndα α=α Nгде ΔαX, ΔαN - суммарные средние квадратические погрешности.Значения производных определяют по графику R=f(α) в точках α = α X , иПогрешность измерения ЭДСεXопределяют по формулеΔεX = εX ΔεN   ΔR X   ΔR N  + +εR N   X   RN 222α = αN .При расчетах принимать ΔεN/εN << ΔRX / RX ; ΔRN / RN.Окончательный результат измерений представить в видеεX= εX ± ΔεX , Р=0,68Контрольные вопросы1. Каков принцип компенсационного метода измерений?2. Какими преимуществами обладает компенсационный метод по сравнению, например, с прямым методом измерений?3.

Можно ли вольтметром измерить ЭДС источника?4. Какова электрическая схема, применяемая при компенсационном методе?5. Что такое нормальный элемент, как он устроен и где применяется?Литература1. Савельев И.В. Курс общей физики» M.: Наука, 1978.

T. 2. 480 с.2. Калашников С.Г. Электричество. M.: Наука, 1970. 576 с.3. Савельева А.И., Фетисов И.Н. Обработка результатов измерений при проведении физического эксперимента: Метод, указания к лабораторной работе M-1 по курсу общей физики. М.:МВТУ, 1984..