Файл: Краткая теория.docx

3. Выполнение эксперимента и заполнение таблицы

Наименование прибора	Система	Класс точности	Число делений шкалы	Предел измерений	Цена деления	Чувствительнос ть	Абсолютная погрешность
Вольтметр	Магн итоэл ектри ческа я	1,5	50	10	0,2	5	0,15
Миллиамперметр	Магн итоэл ектри ческа я	1,5	25	50	2	0,5	0,75
Вольтметр	Магн итоэл ектри ческа я	1,5	25	50	2	0,5	0,75
Миллиамперметр	Магн итоэл ектри ческа я	1,5	50	50	1	1	0,75

???????? = 20 В; ???????? = 1,5 Мн=х2; N=50; ???????? = 0,4 В/дел		Im= 100 мА; ???????? = 1,5 Мн=х5; N=25; ???????? = 4 мА/дел		∆U, B ∆???? = ???????? = 100 ∙ ????????	∆????, мА ∆???? = ???????? = 100 ∙ ????????	Rэксп, Ом
U		I
n, дел.	U, [B]= CU ∙n	n, де л.	I, [мА]= CI ∙n
0	0	0	0	∆???? = ???????? = 100 ∙ ????????= =( 1,5/100 ) ∙20 =0,3 В	∆???? = ???????? = 100 ∙ ???????? = =( 1,5 / 100 ) ∙ 100 =1,5 мА
5	2	1,5	6	0,3	1,5	333
10	4	3	12	0,3	1,5	333
15	6	4,5	18	0,3	1,5	333
20	8	6	24	0,3	1,5	333
25	10	7,5	30	0,3	1,5	333
30	12	9	36	0,3	1,5	333
35	14	10,5	42	0,3	1,5	333
40	16	12	48	0,3	1,5	333
45	18	13,5	54	0,3	1,5	333
50	20	15	60	0,3	1,5	333

---

Рисунок 3.1. ВАХ резистора, согласно таблице-образцу
Как видно из графика сопротивление резистора равно:

1. 
   Записываем формулу для вычисления относительной погрешности измерения R: ???????? = ^{√ (}????????^)???? + ⁽ ????????^)????.
   
2. 
   Определяем относительные погрешности для напряжения, тока и
   

сопротивления:

значение сопротивления получено нами из графика, правильным построением которого мы учли все наблюдения и минимизировали погрешность. Поэтому в качестве ???????? и ???????? берем минимальные относительные погрешности вольтметра и амперметра, которые равны их классу точности (????_???? = 1,5 ; ????_???? = 1,5, см. табл. ???? ) в процентах, поэтому ???????? = 1,5%; ???????? = 1,5%..







В результате ????????, ^[%^] = ^{√ (}????????, ^[%^])???? + ⁽ ????????, ^[%^])???? = ^{√ (}1,5^)???? + ⁽ 1,5^)???? =

=√4,5 = 2,12 %. Итак, ???????? = 2,12 %.

---

3. 
   Определяем абсолютную погрешность сопротивления:
   

????, ????????

1. Контрольные вопросы

1. 
   Закон Ома, сформулировать и привести формулу.
   

Сила тока, протекающего по сопротивлению, прямо пропорциональна напряжению на нем и обратно пропорциональна сопротивлению I=U/R

2. 
   Закон Ома для замкнутой электрической цепи, сформулировать и привести формулу.
   

Ток в замкнутой цепи равен равен отношению ЭДС (Е)к полному сопротивлению цепи (???? + ????_Н).

---

2. Проверка навыка расчета электрической цепи при последовательном соединении (пороговый уровень)

Пример контрольного задания (пороговый уровень).

Определить ток и напряжения в замкнутой цепи, состоящей из 2-х резисторов и источника энергии. ЭДС источника равна 80 В, ее внутреннее сопротивление рано 8 Ом. Сопротивление R₁ – 25 Ом, R₂ – 12 Ом.

^{Е=80 В; r=8 Ом; R}1^{=25 Ом; R}2^{=12 Ом}

^I?,U1^?,U2^?Ur^?




Рисунок 4.1. Замкнутая электрическая цепь с реальной ЭДС, последовательное соединение резисторов – электрическая схема

Алгоритм решения задачи

1. 
   Изображаем схему электрической цепи, указывая все сопротивления явно (рис. 4.1)
   
2. 
   Вычисляем полное сопротивление цепи. Соединение резисторов – последовательное, поэтому полное сопротивление равно сумме сопротивлений резисторов, включенных в цепь.
   

Сопротивления включены последовательно, поэтому полное сопротивление цепи, согласно схеме

1. 
   равно
   

????_полн = ???? + ????_???? + ????_???? = 8 + 25 + 12 = 45 Ом

3. 
   Согласно закону Ома для замкнутой цепи (10):
   

???? =E/Rполн=1,77А

4. 
   Вычисляем напряжения на сопротивлениях. Используя закон Ома (3):
   

????_????

---

= ???? ∙ ???? = 1,77*8 = 14,16 В

????_???????? = ???? ∙ ????_???? = 1,77*25 = 44,25В

????_????2 = ???? ∙ ????_???? = 1,77*12 = 21,24В

5. 
   Проверка решения по второму закону Кирхгофа: сумма напряжений в последовательной цепи должна быть равна ЭДС:
   

???? = ????_???? + ????_???????? + ????_???????? = 14,16+44,25+21,24=79,65(0,35В-погрешностьокругления)

Вывод: 2-ой закон Кирхгофа выполняется – решение правильное

2. Проверка навыка пользования

измерительными приборами и умения представлять результат измерения. Время решения задачи – 25 минут

Записать результат измерения сопротивления при однократном наблюдении

Вольтметр; число делений N=5; класс точности ????_???? = 0,5;

предел шкалы ПрШк=50 В; множитель Мн=х2;

предел измерения ????_???? = ПрШк ∙ Мн = 50 ∙ 2= 100 В; ????_???? = 100 В


????
цена деления С = ^???????? = ¹⁰⁰ = 20 В/дел

???? 5
Миллиамперметр: число делений N=5; класс точности ????_???? = ????, 5;

предел шкалы ПрШк=5 мА; множитель Мн=х2;

предел измерения ????_????= ПрШк ∙ Мн = 5 ∙ 2 = 10мА; ????_???? = 10 мА


????
цена деления С = ^????

---