Pobierz PODSTAWOWE POMIARY ELEKTRYCZNE i więcej Laboratoria w PDF z Elektrotechnika tylko na Docsity! Laboratorium Podstaw Fizyki Lato 2020/21 Mateusz Siegmund Elektrotechnika Wydział Elektryczny Dzień zajęć i godzina Środa , 13:15 – 14:45 Imię i nazwisko prowadzącego: Joanna Kutrowska-Girzycka Temat: Podstawowe Pomiary Elektryczne Nr ćwiczenia: 100B Termin wykonania ćwiczenia: 17.03.2021r Termin oddania ćwiczenia 24.03.2021 R 1[Ω] R 2[Ω] R 3[Ω] 166,2 190,1 82,3 Podstawowe pomiary elektryczne ćwiczenie 100B 1.Wstęp: Podstawowym założeniem wykonania tego ćwiczenia było zapoznanie się z podstawowymi pomiarami elektrycznymi a także Wyznaczenie zależności natężenia prądu elektrycznego płynącego przez opornik (żarówkę) od przyłożonego napięcia. Pierwsza czynność jaka została wykonana to pomiar wartości oporu opornika, następnie zostały zmierzone napięcie i natężenie w trakcie zmieniania napięcia zadanego na zasilaczu. Wartości mierzone: • Napięcie- U [V] • Natężenie- I [A] • Opór- R[Ω] – R= 𝑈 𝐼 Zakres dla oporu: 200Ω Zakres dla pomiaru napięcia: 20V Zakres dla pomiaru natężenia: 200mA Wszelkie pomiary zostały wykonane za pomocą Multimetrów M890G 2.Wyniki pomiarów: I sposób pomiaru Badanie prawa Ohma Opór zmierzony omomierzem U [V] I 1[mA] I 2[mA] I 3[mA] 3,24 19,2 16,9 38,8 4,69 27,9 24,6 56,4 6,27 37,4 32,9 75,5 7,79 46,5 40,9 93,9 9,4 56,2 49,5 113,5 12,18 73,5 64,7 148,5 3.Obliczenia Wyznaczenie oporu 𝑅 = 𝑈 𝐼 oraz 𝐼 = 𝑎 ∙ 𝑈 𝑅 = 𝑈 𝐼 = 1 𝑎 Współczynnik regresji liniowej Γ = n (∑ 𝑥𝑖 2 𝑛 𝑖=1 ) − (∑ 𝑥𝑖 𝑛 𝑖=1 ) = 6(3,242 ∙ 4,692 ∙ 6,272 ∙ 7,792 ∙ 9,42 ∙ 12,182) − (3,24 ∙ 4,69 ∙ 6,27 ∙ 7,79 ∙ 9,4 ∙ 12,18)2 = 0,0006 Regresja liniowa 𝑅 = 1 𝑎 = 1 5,9948 [ 1 𝑚𝐴 𝑉 ] = 166,811[Ω] Niepewność typu A 𝒖𝑨(𝒂) = √ (𝟏𝟔𝟖, 𝟕𝟓 − 𝟏𝟔𝟕, 𝟓𝟎)𝟐+. . . +(𝟏𝟔𝟓, 𝟕𝟏 − 𝟏𝟔𝟕, 𝟓𝟎)𝟐 𝟔(𝟔 − 𝟏) = 𝟎, 𝟒𝟐 Niepewność typu B 𝒖𝑩(𝒙) = √(∆𝒑𝒙) 𝟐 𝟑 + (∆𝒆𝒙) 𝟐 𝟑 +. . . = √(( 𝟏 𝑰 ) 𝟐 ∙ 𝒖(𝑼)𝟐) + (( 𝑼 𝑰𝟐 ) 𝟐 ∙ 𝒖(𝑼)𝟐) = √(𝟎, 𝟎𝟓𝟐𝟐 ∙ 𝟎, 𝟎𝟏𝟔𝟐) + (𝟎, 𝟎𝟎𝟗𝟐 ∙ 𝟎, 𝟏𝟗𝟏𝟐) = 𝟎, 𝟎𝟎𝟐 [𝒌Ω] ∙ 𝟏𝟎𝟎𝟎 = 𝟏, 𝟖𝟕𝟐 [Ω] dokładność: U ± 0,5 % rdg + 1 dgt I ± 1,2 % rdg + 1 dgt u 0,5 1 i 1,2 1 Mierniki M890G Niepewność całkowita 𝒖𝒄(𝑹) = √( 𝝏𝑹 𝝏𝑼 ) 𝟐 ∙ 𝒖𝟐(𝑼) + ( 𝝏𝑹 𝝏𝑰 ) 𝟐 ∙ 𝒖𝟐(𝑰) ( 𝝏𝑹 𝝏𝑼 ) = 𝝏(𝑼 ∙ 𝑰−𝟏) 𝝏𝑼 = 𝑰−𝟏 ∙ 𝟏 ∙ 𝑼𝟏−𝟏 = 𝑰−𝟏 = 𝟏 𝑰 ( 𝝏𝑹 𝝏𝑰 ) = 𝝏(𝑼 ∙ 𝑰−𝟏) 𝝏𝑰 = 𝑼 ∙ (−𝟏) ∙ 𝑰−𝟏−𝟏 = −𝑼 ∙ 𝑰−𝟐 = − 𝑼 𝑰𝟐 Obliczanie niepewności 𝑢(𝑅) = √( 𝜕𝑅 𝜕𝑎 ) 2 ∙ 𝑢^2 (𝑎) = √( 𝜕( 1 𝑎 ) 𝜕𝑎 ) 2 ∙ 𝑢2(𝑎) = | (− 1 𝑎2 ) ∙ 𝑢(𝑎)| u(R)=𝑢(𝑅) = (− 1 5,99482 ) ∙ 0,0152 = 0,000424 [ 1 𝑚𝐴 𝑉 ] = 0,4235[Ω] 𝑢𝐵(𝐼) = ∆𝐼 √3 = 0,191 Dokładność miernika ∆p1=±(0,8%rdg+3dgt)=0,8%∙166,2+3∙0,1=1,6296≈1,6Ω ∆U1=±(0,5%rdg+1dgt)=0,5%∙3,24+1∙0,01=0,0262≈0,03V ∆I1=±(1,2%rdg+1dgt)=1,2%∙19,2+1∙0,1=0,3304≈0,3A Zapis wyniku u(R) = 0,4235 ≈ 0,42 [Ω] 𝑅 = 166,811 ≈ 166,81 [Ω] 𝑅 = (166,81 ± 0,42) [Ω] 4.Wnioski Na podstawie regresji obliczonej z wykresu zależności U(I) można określić opór R w sposób wystarczający. Wszelkie różnice jakie powstały pomiędzy wartościami wyliczonymi a wartościami zmierzonymi za pomocą przyrządów , mogą wynikać z niedokładności przyrządów. Nie zostały uwzględnione inne przyczyny niepewności takie jak błąd podczas pomiarów, ponieważ odrzucamy możliwość nieprawidłowego wykonania pomiaru czy też błędnego odczytu. Niepewności wartości pomiarów są niewielkie w stosunku do wartości zmierzonych. Niepewności te są niewielkie ponieważ uwzględniamy jedynie dokładność miernika która jest obarczona drobnym błędem.