МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

С
АНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра общей и технической физики

Отчёт

по лабораторной работе №1

«Оценка точности прямых и косвенных измерений»

Выполнил: студент гр. РМ-22 __________ /Мялина А.А./

^{(подпись) (Ф.И.О.)}


Проверил: __________ / /

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2022 год

Цель работы: Обработать данные прямых и косвенных измерений физических величин.

Краткое теоретическое содержание:

Явление, изучаемое в работе: возникновение тока на участке электрической цепи.

Определение основных физических понятий, объектов, процессов и величин:

Электрический ток – упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Напряжение – разность потенциалов в начальной и конечной точках траектории движения заряда, где потенциал – это отношение потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду. Ток всегда направлен от большего потенциала к меньшему. [U] = = 1Вольт, где 1 Дж – единица измерения работы, совершённой для перемещения заряда.

Сила тока – отношение заряда q, переносимого через поперечное сечение проводника площадью S за промежуток времени t, к этому промежутку: [I] = 1Кл/с = 1 Ампер, где (Кл) – Кулон – единица измерения заряда.

Электрическое сопротивление – физическая величина, при неизменной температуре и постоянном сечении однородного проводника прямо пропорциональная его длине l и обратно пропорциональная площади S поперечного сечения этого проводника: .

---

Амперметр – физический прибор, предназначенный для измерения силы тока в замкнутой цепи. К=1,5.

Вольтметр– физический прибор, предназначенный для измерения напряжения в замкнутой цепи. K = 1,5.

Штангенциркуль – физический прибор, предназначенный для измерения диаметра проволоки. Абсолютная максимальная погрешность прибора: 0,05 мм = 0,05*10^-3 м.

Микрометр – физический прибор, предназначенный для измерения диаметра проволоки с большей точностью, чем у штангенциркуля. Абсолютная максимальная погрешность прибора 0,01 мм = 0,01*10^-3 м.

Схема установки:





Основные расчетные формулы

Удельное сопротивление: , ,где

????− разность потенциалов на концах проводника [В]; ????− сила тока в проводнике [А]; ????− диаметр проволоки, измеренный микрометром [м]; ????− длина проволоки [м].

Среднее значение диаметра проволоки:

где ????− количество измерений.

Сопротивление проводника: ,

Графическое вычисление:

Формулы погрешности

При прямых измерениях:

Величина средней абсолютной погрешности измерений диаметра:

Средняя квадратичная ошибка измерений диаметра:

Абсолютная погрешность прибора:

При косвенных измерениях:

Средняя абсолютная погрешность прибора

Средняя квадратичная ошибка:

Абсолютная погрешность:

---

Средняя квадратичная ошибка:

Таблица 1- Результаты измерений диаметра проволоки штангенциркулем и микрометром

Физ. величина	d1	d2	d3	d4	d5	d6	d7	d8	d9	d10
Ед. измерения Прибор	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм
Штангенциркуль	0,40	0,40	0,40	0,40	0,40	0,39	0,40	0,39	0,40	0,35
Микрометр	0,38	0,39	0,36	0,38	0,37	0,38	0,37	0,37	0,38	0,36

мм	мм	мм	мм	мм
0,393	0,010	0,142	0,089	0,391
0,374	0,016	0,030	0,144	0,508

Таблица 2- Результаты измерения сопротивления

Физ. Величина
Ед. изм. № опыта	мм	мм	мА	мА	В	В	Ом	Ом	Ом
1	40	1	200	3,75	0,100	0,0225	0,500	0,122	0,113
2	80			3,75	0,150	0,0225	0,750	0,127	0,114
3	120			3,75	0,225	0,0225	1,125	0,136	0,115
4	160			3,75	0,290	0,0225	1,450	0,140	0,116
5	200			3,75	0,360	0,0225	1,800	0,145	0,117
6	250			3,75	0,450	0,0225	2,250	0,155	0,118
7	300			3,75	0,525	0,0225	2,625	0,162	0,119
8	350			3,75	0,600	0,0225	3,000	0,169	0,120
9	400			3,75	0,700	0,0225	3,500	0,178	0,121
10	450			3,75	0,750	0,0225	3,750	0,183	0,122

---

Таблица 3 - Вычисление удельного сопротивления проводника

Физ. величина
	Ом∗м∗10-6	Ом∗м∗10-6	Ом∗м∗10-6	Ом∗м∗10-6
1	1,570	0,353	1,217	0,87
2	1,060	0,143	0,917
3	0,950	0,118	0,832
4	0,920	0,088	0,830
5	0,893	0,070	0,823
6	0,863	0,056	0,807
7	0,831	0,047	0,784
8	0,817	0,040	0,767
9	0,798	0,035	0,763
10	0,776	0,030	0,746

---

Примеры вычислений

Исходные данные:

штангенциркуля = 0,05мм

микрометра = 0,01мм

Δlлинейки= 1мм

lлинейки= 0,51м

I = 200 мА
Для опыта №1:

R₁=U₁/I₁=0,1/0,2=0,5 Ом



Вычисления погрешностей:

Для микрометра:

Вычисление среднего значения диаметра проволоки d:

Определение средней абсолютной (d) и средней квадратичной (_d) погрешности:

[мм]. d меньше точности используемого прибора, за величину абсолютной ошибки следует принять последнюю. .

Для вольтметра и амперметра (K_I=K_U=1,5; I_max=250 мА, U_max=1,5 В):





Для удельного сопротивления:



Для сопротивления проводника:




Графический материал

По графику среднее удельное сопротивление равно



Результат

Удельное сопротивление равно:









И для диаметра проволоки:





Значение удельного сопротивления проволоки

---

Смотрите также файлы

• Теория деятельности Алексея Николаевича Леонтьева Подготовил Белов Дмитрий Владимирович.pptx

• Проблемы и перспективы развития современной экономики России.pptx

• Тесты по Римскому праву Какие основные черты характеризовали брак cum manu а Нахождение жены под властью мужа на положении дочери.docx

• Фихте жизненный путь и философская деятельность.doc

• Содержание введение 4 Полномочия следователя и руководителя следственного органа 5 1 Полномочия следователя 5 2 Полномочия руководителя следственного органа .docx