LABORATORIUM FIZYKI
ĆWICZENIE: 1
DATA:
Wydział:
Grupa:
Zespół:
Punktacja:
Przygotowanie:
Nazwisko i imię:
Temat ćwiczenia: Badanie korelacji liniowej pomiędzy prądem i napięciem w obwodzie elektrycznym
Sprawozdanie:
Prowadzący:
Suma punktów:
WSTĘP
Celem ćwiczenia było zbadanie zależności pomiędzy natężeniem prądu a napięciem w obwodzie elektrycznym. Zależnośc ta badana była na podstawie prawa Ohma.
R=U/I
Przyczyną istnienia prądu jest różnica potencjałów pomiędzy punktami przewodnika. Dla przewodników związek ten jest liniowy, co oznacza, że dla konkretnego przewodnika stosunek różnicy potencjałów między jego końcami do natężenia prądu w tym przewodniku jest stały.
UKŁAD POMIAROWY
Do ćwiczenia wykorzystany został zasilacz, amperomierz, woltomierz oraz opornik. Woltomierz został połączony
równolegle, natomiast amperomierz szeregowo. Jedyną niepewnością jest wartośc prądu płynącego przez woltomierz.
WYKONANIE ĆWICZENIA, WYNIKI I ICH OPRACOWANIE
Wykonano pomiar napięcia i natężenia, dzięki czemu wyznaczono opór.
U=7,5 [v]
I=24,5 [mA] = 0,0245 [A]
R= U / I
R= 7,5 / 0,0245 = 306
Następnie wyznaczono błąd systematyczny woltomierza i amperomierza
Klasa woltomierza = 1,5 Dokładnośc woltomierza = 0,25 [V]
Klasa amperomierza = 0,5 Dokładnosc amperomierza = 0,25[mA]
Zakres amperomierza = 30 Liczba działek = 60
Zakres woltomierza = 15 Liczba działek = 30
∆U = 0,225 + 0,25 =0,475 [V]
∆I = 0,15 + 0,25 = 0,4 [mA] = 0,0004[A]
Błąd systematyczny pomiaru wyliczam metodą różniczki zupełnej, na podstawie poniższego wzoru:
∆R=│1/0,00245│0,475 + │-7,5/0,000006│0,0004=14,3898
∆R=15
Ostatecznie
R = (306 ± 15)
Dokonano serii pomiarów napięcia i nateżenia z którego wyznaczono rezystancję. Wyniki są przedstawione w tabeli
L.p
Napięcie U[V]
Natężenie I[A]
R
1
1,5
0,005
300
2
3
0,01
4,5
0,015
4
6
0,02
5
7,5
0,025
9
0,030
Wyniki z tabeli posłużyły do sporządzenia wykresu .W celu obliczenia błędu kwadratowego i sporządzenia wykresu użyto programu ORIGIN. Wynik wynosi :
SD= 3,46945x10
Korzystając z rozkładu t-Studenta oszacowano odchylenie standardowe. Przyjęto poziom ufności
Liczba stopni swobody: k= n – 2 gdzie
n - - liczba pomiarów
k = 6-2 = 4
Dla β i k przyjęto z tabeli wartość współczynnika = 2,13
Obliczanie błędu przypadkowego korzystając ze wzoru: ∆Rp= Sd*
∆Rp= 3,46945x10*2,13 =7,395x10
Błąd całkowity:
∆Rc=∆R+∆Rp
∆Rc=15+7,395x10
Zatem ostateczny wynik to:
R=(306 ± 15+7,395x10)
WNIOSKI
Obliczony błąd pomiarowy z pewnością wynika z niedokładności odczytu wskazań amperomierza ,woltomierza, a także błędów wskazań przyrządów. Ze sporządzonego wykresu widac ze zależność miedzy napieciem a natężeniem jest liniowa , a wiec rezystor jest elementem liniowym obwodu .Potwierdza to prawo Ohma na podstawie którego była badana ta zależność.
„Natężenie pradu płynącego przez przewód jest wprost proporcjonalna do wartości napiecia elektrycznego na jego końcach i odwrotnie proporcjonalna do rezystancji przewodnika”
curwa88