Файл: Лабораторная работа По дисциплине Физика Тема работы.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 86
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИМИНЕСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»Кафедра общей и технической физикиЛабораторная работаПо дисциплине: Физика Тема работы: Изучение работы цифрового мультиметра Выполнил: студент гр. ТОА-22 _______ Афанасьев И. А.(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О)Оценка:Дата:ПроверилРуководитель работы: _______ _______ _____________(должность) (подпись) (Ф.И.О)Санкт-Петербург2023Цель работы: Изучение работы цифрового мультиметраКраткое теоретическое содержание:Явление, изучаемое в работе: Возникновение электрического тока в цепи.Определения:Электрический ток–направленное движение электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля.Индуктивность –физическая величина, характеризующая магнитные свойства электрических цепейСопротивление–физическая величина, характеризующая свойство проводника препятствовать прохождению электрического токаЕмкость– физическая величина, которая определяет отношение между накопленным зарядом на обкладках и разностью потенциалов между ними.Сила тока–скалярная величина, равная отношению заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени, в течение которого шел
ток.Напряжение–физическая величина, которая равна работе электрического поля по перемещению единичного заряда из одной точки в другую.Мультиметр (от англ. слов multy – много и metr – мера) – это многофункциональный и многопредельный измерительный прибор. Существуют аналоговые и цифровые мультиметры.Конденсатор– это система двух обкладок, разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников, служащая для накопления электрического заряда.Законы и соотношения:1)Закон Ома для участка цепи: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. (1)I – сила тока в проводнике [А];U – электрическое напряжение [В];R – электрическое сопротивление проводника [Ом].2)Первый закон Кирхгофа: Сумма всех токов, втекающих в узел, равна сумме всех токов, вытекающих из узла.I1 = I2 + I3 (2)I1- ток, втекающий в узел [А];I2 и I3 — токи, вытекающие из узла [А];3)Второй закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма ЭДС, действующих в замкнутом контуре, равна алгебраической сумме падений напряжения на всех резистивных элементах в этом контуре. (3) - Алгебраическая сумма ЭДС [В]; - алгебраическая сумма падений напряжения [В];Схема установки:Рисунок 1. Схема цепи1 - Резисторы2 - Вольтметры3 - Источник питания4 - АмперметрыОсновные расчетные формулы: (4)I – сила тока в проводнике [А];U – электрическое напряжение [В];R – электрическое сопротивление проводника [Ом].Формула для расчёта погрешности косвенных измерений:
Таблицы с результатами измерений и вычислений:Таблица 1. Результаты измерений первого заданияТаблица 2. Результаты измерений второго заданияТаблица 3. Результаты вычислений второго заданияТаблица 4. Результаты измерений третьего заданияТаблица 5. Результаты вычислений третьего заданияТаблица 6. Результаты измерений температуры водыПример вычислений:Задание 1R= (14,99±0,15) кОм =0,15/14,99*100%=1%C= (51,0±3,3)мкФ =3,3/51*100=6,47%L= (0,225±0,026) мГн = 0,026/0,225*100%=11,6%Задание 2R=U/IR1=U1/I1=4,11/(0,24*10^(-3))=17,13 кОмΔR1=R1( =17,13( =2,35 кОмR= (17,13±2,35) кОм1)При Imax=20 мАI=I±(0,8%I+3k), где k=10 мкАI1=0,24± (0,8%*0,24+30*10^ (-3)) = (0,24±0,03) мА = 0,03/0,24*100%=12,5%При Imax=2 мАI=I±(0,8%I+3k), где k=1 мкАI5=0,029± (0,8%*0,029+3*10^ (-3)) = (0,029±0,003) мА =0,003/0,029*100=10,3%2)При Umax=20 ВU=U±(0,5%U+3k), где k=10 мВU1=4,11± (0,5%*4,11+30*10^ (-3)) = (4,11±0,05) мВ = 0,05/4,11*100%=1,2%При Umax=2 ВU=U±(0,5%U+3k), где k=1 мВ
U5=1,769± (0,5%*1,769+3*10^ (-3)) = (1,769±0,012) В =0,012/1,769*100%=0,67%3)Исходные данные: =10 ВR1=17,13 кОмR2=7,34кОмR3=7,3 кОмРешение1)R01-2=R1*R2/(R1+R2) =5,14 кОм (т. к. соединение параллельное)Rо= R01-2+R3=12,47 кОм (т. к. соединение последовательное)2)Iо= /(Ro+r) =10/12,47=0,801 мАI1+I2=I0=I3=0,801 мАI1+I2=0,801 и I1/I2=R2/R1I1=0,24 мА I2=0,56 мА3) U1=U2=R1*I1=4,11 ВU3=I3*R3=5,84 ВПроверка правил Кирхгофа1)I1+I2-I3=0,24+0,56-0,801≈02) =10ВU1+U3=5,84+4,11=9,95 В ≈ U1+U3Графический материал:График 1. Зависимость температуры воды от времениАнализ полученных результатов. Вывод.R1= R± ΔR= (17,13±2,35) кОмΧI1= *100%=0%ΧI2= *100%=0%ΧI3= *100%=1,12%ΧU1= *100%=0%ΧU2= **100%=0%ΧU3= **100%=1,19%В результате проведенной работы был изучен принцип работы цифрового мультиметра путем определения различных электрических величин, таких как сопротивление резистора, напряжение и сила тока в цепи, индуктивность катушки и емкость конденсатора, а также выведена абсолютная погрешность, зависящая от разрешающей способности. Были проверены закон Ома для участка цепи и правила Кирхгофа опытным путем. Была измерена температура воды мультиметром.
ток.Напряжение–физическая величина, которая равна работе электрического поля по перемещению единичного заряда из одной точки в другую.Мультиметр (от англ. слов multy – много и metr – мера) – это многофункциональный и многопредельный измерительный прибор. Существуют аналоговые и цифровые мультиметры.Конденсатор– это система двух обкладок, разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников, служащая для накопления электрического заряда.Законы и соотношения:1)Закон Ома для участка цепи: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. (1)I – сила тока в проводнике [А];U – электрическое напряжение [В];R – электрическое сопротивление проводника [Ом].2)Первый закон Кирхгофа: Сумма всех токов, втекающих в узел, равна сумме всех токов, вытекающих из узла.I1 = I2 + I3 (2)I1- ток, втекающий в узел [А];I2 и I3 — токи, вытекающие из узла [А];3)Второй закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма ЭДС, действующих в замкнутом контуре, равна алгебраической сумме падений напряжения на всех резистивных элементах в этом контуре. (3) - Алгебраическая сумма ЭДС [В]; - алгебраическая сумма падений напряжения [В];Схема установки:Рисунок 1. Схема цепи1 - Резисторы2 - Вольтметры3 - Источник питания4 - АмперметрыОсновные расчетные формулы: (4)I – сила тока в проводнике [А];U – электрическое напряжение [В];R – электрическое сопротивление проводника [Ом].Формула для расчёта погрешности косвенных измерений:
Таблицы с результатами измерений и вычислений:Таблица 1. Результаты измерений первого заданияТаблица 2. Результаты измерений второго заданияТаблица 3. Результаты вычислений второго заданияТаблица 4. Результаты измерений третьего заданияТаблица 5. Результаты вычислений третьего заданияТаблица 6. Результаты измерений температуры водыПример вычислений:Задание 1R= (14,99±0,15) кОм =0,15/14,99*100%=1%C= (51,0±3,3)мкФ =3,3/51*100=6,47%L= (0,225±0,026) мГн = 0,026/0,225*100%=11,6%Задание 2R=U/IR1=U1/I1=4,11/(0,24*10^(-3))=17,13 кОмΔR1=R1( =17,13( =2,35 кОмR= (17,13±2,35) кОм1)При Imax=20 мАI=I±(0,8%I+3k), где k=10 мкАI1=0,24± (0,8%*0,24+30*10^ (-3)) = (0,24±0,03) мА = 0,03/0,24*100%=12,5%При Imax=2 мАI=I±(0,8%I+3k), где k=1 мкАI5=0,029± (0,8%*0,029+3*10^ (-3)) = (0,029±0,003) мА =0,003/0,029*100=10,3%2)При Umax=20 ВU=U±(0,5%U+3k), где k=10 мВU1=4,11± (0,5%*4,11+30*10^ (-3)) = (4,11±0,05) мВ = 0,05/4,11*100%=1,2%При Umax=2 ВU=U±(0,5%U+3k), где k=1 мВ
U5=1,769± (0,5%*1,769+3*10^ (-3)) = (1,769±0,012) В =0,012/1,769*100%=0,67%3)Исходные данные: =10 ВR1=17,13 кОмR2=7,34кОмR3=7,3 кОмРешение1)R01-2=R1*R2/(R1+R2) =5,14 кОм (т. к. соединение параллельное)Rо= R01-2+R3=12,47 кОм (т. к. соединение последовательное)2)Iо= /(Ro+r) =10/12,47=0,801 мАI1+I2=I0=I3=0,801 мАI1+I2=0,801 и I1/I2=R2/R1I1=0,24 мА I2=0,56 мА3) U1=U2=R1*I1=4,11 ВU3=I3*R3=5,84 ВПроверка правил Кирхгофа1)I1+I2-I3=0,24+0,56-0,801≈02) =10ВU1+U3=5,84+4,11=9,95 В ≈ U1+U3Графический материал:График 1. Зависимость температуры воды от времениАнализ полученных результатов. Вывод.R1= R± ΔR= (17,13±2,35) кОмΧI1= *100%=0%ΧI2= *100%=0%ΧI3= *100%=1,12%ΧU1= *100%=0%ΧU2= **100%=0%ΧU3= **100%=1,19%В результате проведенной работы был изучен принцип работы цифрового мультиметра путем определения различных электрических величин, таких как сопротивление резистора, напряжение и сила тока в цепи, индуктивность катушки и емкость конденсатора, а также выведена абсолютная погрешность, зависящая от разрешающей способности. Были проверены закон Ома для участка цепи и правила Кирхгофа опытным путем. Была измерена температура воды мультиметром.