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.