Sprawozdanie Podstawowe pomiary elektryczne ćwiczenie 100B
Transkrypt
Sprawozdanie Podstawowe pomiary elektryczne ćwiczenie 100B
Strona 1 Michał Pawlik 209836 Sprawozdanie Podstawowe pomiary elektryczne ćwiczenie 100B 1. Cel ćwiczenia: 1. Zapoznanie się z podstawowymi pomiarami elektrycznymi 2. Wyznaczenie zależności natężenia prądu elektrycznego płynącego przez opornik do przyłożonego napięcia 3. Analiza otrzymanych wyników i nauka pisania sprawozdań 2. Wykaz przyrządów: 1. Zestaw z opornikami i żarówką wraz z gniazdami montażowymi 2. Zasilacz stabilizowany 3. 2 mierniki uniwersalne 4. Przewody elektryczne 3. Przebieg pomiarów: Poniższe kroki wykonano dwukrotnie dla rezystorów kolejno R1 i R2 1. Zmontowanie układu elektrycznego według schematu przedstawionego na rysunku pierwszym 2. 3. 4. 5. 6. Rysunek 1: Schemat układu elektrycznego Ustawienie możliwie największych zakresów i włączenie zasilania Dopasowanie zakresu mierników stosownie do wykonywanych pomiarów: • Zakres pomiaru amperomierza: 0.200 A • Zakres pomiaru woltomierza: 20V Wykonanie serii pomiarów rezystancji dla następujących wartości napięcia: 3V, 4.5V, 6V, 7.5V, 9V, 12V Obliczenie rezystancji na podstawie otrzymanych wcześniej wyników pomiarów U przez zastosowanie Prawa Ohma: R= (zastosowanie pośredniej metody I pomiaru) Obliczenie niepewności pomiarowej i wykonanie wykresu rezystancji Strona 2 Michał Pawlik 209836 4. Opracowanie wyników 1. Tabele pomiarów dla rezystorów R1 oraz R2 U [V] 3,24 4,71 6,27 7,80 9,47 12,27 Δ U [V ] 0,03 0,04 0,05 0,06 0,06 0,08 I [A] 0,0268 0,0389 0,0518 0,0645 0,0784 0,1017 Rezystor R1 Δ I[A] R [Ω] 0,0005 120,90 0,0006 121,08 0,0008 121,04 0,0009 120,93 0,0011 120,79 0,0014 120,65 Średnia: U [V] 3,25 4,73 6,29 7,83 9,51 12,33 ΔU 0,03 0,04 0,05 0,05 0,06 0,08 I [A] 0,0204 0,0297 0,0395 0,0492 0,0599 0,0777 3,38 2,90 2,84 2,62 2,47 2,45 2,78 120,90 Rezystor R2 R [Ω] ΔI 0,0004 159,31 0,0005 159,26 0,0006 159,24 0,0007 159,15 0,0009 158,76 0,0020 158,69 Średnia: Δ R[Ω] 159,07 ΔR Rk [Ω] 120,90±3,38 121,08±2,90 121,04±2,84 120,93±2,62 120,79±2,47 120,65±2,45 Rk [Ω] 4,60 4,03 3,69 3,29 3,39 5,12 4,02 159,31±4,60 159,26±4,03 159,24±3,69 159,15±3,29 158,76±3,39 158,69±5,12 2. Metody obliczeń Niepewność pomiarów napięcia i natężenia obliczyłem stosując wzory zamieszczonych na stronie http://if.pwr.edu.pl/lpf/informacje/nm.pdf dla użytego do pomiarów multimetru (model M890G). • Niepewność pomiaru napięcia: DU = 0,5%rdg + 1dgt • Niepewność pomiaru natężenia: DI = 1,2%rdg +1dgt Wartości rezystancji każdego z oporników obliczyłem stosując wspomniane powyżej prawo Ohma. Niepewność tego pomiaru wyraża wzór wynikający z metody różniczki zupełnej: Δ U U⋅Δ I Δ R= + 2 I I Obliczone niepewności zostały zaokrąglone w górę. Pozostałe wartości zostały zaokrąglone zgodnie z zasadami. 3. Przykładowe obliczenia dla pomiaru pierwszego rezystora R2 Δ U =0.5 %⋅3.25+ 0.01=0.02625≈0.03 Δ I =1.2 %⋅20.4+0.1=0.3448[mA ]≈0.0004[ A] 3.25 R= =159.31[Ω] 0.0204 0.02625 3.25⋅0.0003448 Δ R= + ≈4.60 0.0204 0.0204 2 | || | 4. Wykresy rezystancji || | | Strona 3 Michał Pawlik 209836 Strona 4 Michał Pawlik 209836 Strona 5 Michał Pawlik 209836 5. Wnioski Liniowa proporcja stosunków wartości napięcia i natężenia pozwala wywnioskować, że w układzie spełnione jest prawo Ohma. Różnice wyników pomiarów mogą wynikać z niezerowej mierników i przewodów, wchodzących w skład obwodu elektrycznego. Po zastosowaniu regresji liniowej uzyskano następujące równania: • Dla rezystora R1 f(x) = 120.8 x • Dla rezystora R2 f(x) = 158.89 x Zauważyć można, że wartości średnie nieznacznie odbiegają od wykresów regresji, stąd można uznać, że pomiary zostały wykonane prawidłowo.