1.1.1 (810790)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Работа 1.1.1 «Определение систематических и случайных погрешностей при измерении удельного сопротивления нихромовой проволоки»

Цель работы: измерить удельное сопротивление проволоки и вычислить систематические и случайные погрешности при использовании таких измерительных приборов, как линейка, штангенциркуль, микрометр, амперметр, вольтметр и мост постоянного тока.

В работе используются: линейка, штангенциркуль, микрометр, отрезок проволоки из нихрома, амперметр,

План работы:

1. Измеряем диаметр проволоки на 8-10 различных участках и заносим измерения в таблицу.

2. Сравниваем результаты измерений штангенциркулем и микрометром. Усредняем полученные значения диаметра. Рассчитываем площадь поперечного сечения проволоки, оцениваем погрешность результата.

3. Составляем таблицу основных характеристик амперметра и вольтметра: система прибора, класс точности, предел измерений , число делений шкалы n, цена деления , абсолютная погрешность , внутреннее сопротивление прибора

4. Оцениваем величину поправок при измерении по первой и второй схеме, выбираем схему с наименьшей поправкой.

Поправки для 1 и 2, как следует из формул, и , соответственно.

1. С помощью линейки измеряем длину исследуемого участка проволоки, собираем выбранную электрическую схему. Записываем в виде таблицы показания амперметра и вольтметра в 6 точках. Измерения проводим при возрастающих и убывающих значениях тока, для трех различных длин проволоки. Строим график V=f(I).

2. Проводим измерения для трех различных длин проволоки с помощью моста P4833. Заносим данные в таблицу, сравниваем погрешность и ошибку измерения, полученную с помощью вольтметра и амперметра

3. Определяем удельное сопротивление проволоки по формуле , оцениваем допущенную при этом погрешность.

4. Сравниваем полученные результаты с табличными значениями

Длина исследуемого участка проволоки:

Результаты измерения сопротивления проволоки мостом P4833:

Показания вольтметра и амперметра:

вольтметр и мост постоянного тока.

Удельное сопротивление проволоки круглого сечения, изготовленной из однородного материала и имеющей всюду одинаковое удельное сопротивление считается по формуле: , где – сопротивление измеряемого отрезка проволоки.

При этом на практике при изготовлении проволоки не удается строго вычислить ее диаметр, он немного изменяется, причем, случайным образом. Поэтому в формулу удельного сопротивления нужно подставлять среднее по длине проволоки значение диаметра и учитывать случайную погрешность этого измерения. В данной работе величину сопротивления R_пр планируется измерить с помощью одной из следующих схем:

R – реостат

R_a – сопротивление амперметра

R_v – сопротивление вольтметра

R_пр – сопротивление исследуемой проволоки

В первом случае вольтметр правильно измеряет падение напряжения, но амперметр учитывает ток, в том числе, через амперметр, поэтому:

Во втором случае амперметр показывает количество тока, текущее через проволоку, но вольтметр измеряет суммарное падение напряжение на проволоке и амперметре.

Точность измерения штангенциркулем – 0,1 мм, точность измерения микрометром – 0,01 мм.

Ход работы:

1. Измеряем диаметр штангенциркулем (d₁ и микрометром d₂) на 10 различных участках, данные заносим в таблицу.

При измерениях штангенциркулем погрешность составляет:

0,1мм

=0,01

При измерениях микрометром погрешность составляет:

0,01мм

Так как в обоих случаях , можно считать, что погрешность диаметра определяется только микрометра, а проволока однородна по диаметру.

1. Определим площадь поперечного сечения проволоки:

, значит точность определения поперечного сечения проволоки – 6%.

1. Сведем основные характеристики приборов в таблицу

2. Известно, что , предположим что

Оценим величину поправок для формул 1 и 2:

Для схемы 1:

Для схемы 2:

Вывод: при измерении небольших сопротивлений меньшую ошибку дает схема 1.

1. Собираем схему 1a, проводим опыт для длин проволоки:

при возрастающих и убывающих значениях тока.

Результаты измерений сопротивлений с помощью моста P4833 заносим в таблицу.

1. Строим графики зависимостей для всех трех отрезков проволоки, через точки проводим линии:

Из графика видно отсутствие различий между значениями, полученными при возрастании и уменьшении тока.

1. Найдем средние сопротивления участков проволоки:

И их среднеквадратичные случайные ошибки:

, где 20 – число измерений

1. Их среднеквадратичные систематические ошибки:

где

можно считать равной 0, т.к. амперметр электронный ( , а значит

, где V- нормирующее значение равное пределу измерения вольтметра

Считаем и заносим в таблицу:

1. Вносим поправку в измеренное значение сопротивления по формуле в связи с неидеальностью вольтметра, заносим в таблицу сопротивления:

=3.173

=5.251

1. Для l=50 разница значений сопротивления, полученных из теоретических расчетов и измерений мостом P4833 находится в пределах погрешности, для l=20 и l=30 – несколько выходит за пределы погрешности. Учитывая маленький размер отклонения, его можно списать на неточности при выполнении измерений.

2. Определим удельное сопротивление проволоки и погрешность :

Данные занесем в таблицу:

Наибольший вклад в погрешность вносит , которое составляет примерно 3%, которые за счет возведения в квадрат, превращаются в 6% вклада в погрешность окончательного результата. Поэтому при измерении сопротивления проволоки достаточна точность в 3-4%.

Выводы:

1. Исследуемая проволока практически однородна по диаметру, отличия значений диаметра находятся в пределах погрешности

2. Исследуемая проволока практически однородна по составу, отличия значений удельного сопротивления находятся в пределах погрешности

3. При исследовании зависимости V (I, r) не важен порядок проведения измерений

4. Все данные полученные в ходе работы при нанесении на координатную плоскость располагаются в соответствие с законом Ома

5. Систематическое отклонение электронного амперметра очень мало

6. Исследуемая проволока по удельному сопротивлению очень близка к сплаву (1,06* )

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лабораторной работы