Lab_1_Mekhanika
.docxПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ и высшего ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра общей и технической физики
Отчет по лабораторной работе №1
По дисциплине ФИЗИКА
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема: ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ПРЯМЫХ И КОСВЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
Автор: студент гр. СПС-18 ______________
(подпись) (Ф.И.О.)
ОЦЕНКА: _____________
Дата:
ПРОВЕРИЛ _доцент _____________ / Фицак В.В. /
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2019 год
Краткое теоретическое содержание
Цель работы: обработать данные прямых и косвенных измерений физических величин.
В работе изучается процесс возникновения тока на участке цепи
Определение основных физических понятий
Погрешность измерения — отклонение измеренного значения величины от её истинного (действительного) значения. Погрешность измерения является характеристикой точности измерения.
Прямые измерения – это измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно с помощью специальных технических средств.
Косвенные измерения – это измерения, при которых искомое значение величины вычисляют по формуле, связывающей эту величину с величинами, полученными прямыми измерениями.
Сопротивление – физическая величина, определяющаяся как отношение напряжения в проводнике к силе тока, протекающего в нем. Зависит от формы и размеров проводника, а также от свойств материала, из которого он изготовлен.
Закон Ома для участка цепи: сила тока, текущего по металлическому проводнику, прямо пропорциональна напряжению на участке цепи и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника.
Напряжение – физическая величина, выражающая затраченную работу по переносу пробного единичного электрического заряда из одной точки в другую.
Сила тока – физическая величина, равна отношению электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения.
Удельное сопротивление: , где
- удельное сопротивление проводника, Ом*м
- длина проводника, м
- площадь сечения проводника, м2
Закон Ома: , где
I – сила тока, А
U – напряжение, В
Схема установки
- источник тока
− амперметр
− вольтметр
−исследуемый участок
Основные расчетные формулы
Сопротивление проводника
U – напряжение, В
I – сила тока, А
Удельное сопротивление
d – диаметр проводника, м
l – длина проводника, м
Среднее значение диаметра проволоки
Графическое вычисление среднего значения удельного сопротивления
Погрешности прямых измерений
Средняя абсолютная погрешность диаметра проволоки
- среднее значение диаметра,
- значение диаметра при измерении i
Средняя квадратичная погрешность одной серии измерений диаметра
n – номер измерения
Абсолютная погрешность прибора
KU=KI=1,5
ϬI=ΔI
ϬU=ΔU
Погрешности косвенных измерений
Абсолютная погрешность
- среднее значение удельного сопротивления, напряжения, силы тока и длины проводника
- абсолютная погрешность длины
Средняя квадратичная погрешность
Абсолютная погрешность сопротивления
Средняя квадратичная погрешность сопротивления
U
Физическая величина |
d1 |
d2 |
d3 |
d4 |
d5 |
d6 |
d7 |
d8 |
d9 |
d10 |
|
Прибор |
Единицы измерения |
мм |
мм |
мм |
мм |
мм |
мм |
мм |
мм |
мм |
мм |
Штангенциркуль |
0,50 |
0,80 |
0,60 |
0,60 |
0,50 |
0,50 |
0,50 |
0,50 |
0,70 |
0,60 |
|
Микрометр |
0,46 |
0,44 |
0,42 |
0,43 |
0,45 |
0,45 |
0,45 |
0,42 |
0,42 |
0,45 |
Физическая величина |
|
|
|
|
|
|
Прибор |
Единицы измерения |
мм |
мм |
мм |
|
|
Штангенциркуль |
0,59 |
0,07 |
0,10 |
0,122 |
0,169 |
|
Микрометр |
0,44 |
0,013 |
0,015 |
0,029 |
0,034 |
Физическая величина |
l |
|
I |
|
U |
|
R |
|
|
|
Номер опыта |
Единицы измерения |
мм |
мм |
мА |
мА |
В |
В |
Ом |
Ом |
|
1 |
73 |
0,05 |
200 |
3,75 |
0,15 |
0,0225 |
0,75 |
0,138 |
0,115 |
|
2 |
145 |
0,05 |
200 |
3,75 |
0,2 |
0,0225 |
1 |
0,138 |
0,115 |
|
3 |
320 |
0,05 |
200 |
3,75 |
0,35 |
0,0225 |
1,75 |
0,138 |
0,115 |
|
4 |
390 |
0,05 |
200 |
3,75 |
0,4 |
0,0225 |
2 |
0,138 |
0,115 |
|
5 |
455 |
0,05 |
200 |
3,75 |
0,45 |
0,0225 |
2,25 |
0,138 |
0,115 |
|
6 |
50 |
0,05 |
200 |
3,75 |
0,1 |
0,0225 |
0,5 |
0,138 |
0,115 |
|
7 |
20 |
0,05 |
200 |
3,75 |
0,08 |
0,0225 |
0,4 |
0,138 |
0,115 |
|
8 |
200 |
0,05 |
200 |
3,75 |
0,44 |
0,0225 |
2,2 |
0,138 |
0,115 |
|
9 |
300 |
0,05 |
200 |
3,75 |
0,3 |
0,0225 |
1,5 |
0,138 |
0,115 |
|
10 |
245 |
0,05 |
200 |
3,75 |
0,27 |
0,0225 |
1,35 |
0,138 |
0,115 |
Физ. Величина |
|
|
|
|
|
№ опыта |
Ед. изм. |
|
|
|
|
1 |
1,15 |
1,754 |
0,455 |
0,38 |
|
2 |
1,04 |
1,754 |
0,455 |
0,38 |
|
3 |
2,14 |
1,754 |
0,455 |
0,38 |
|
4 |
1,43 |
1,754 |
0,455 |
0,38 |
|
5 |
2,3 |
1,754 |
0,455 |
0,38 |
|
6 |
4,16 |
1,754 |
0,455 |
0,38 |
|
7 |
2,08 |
1,754 |
0,455 |
0,38 |
|
8 |
1,03 |
1,754 |
0,455 |
0,38 |
|
9 |
1,07 |
1,754 |
0,455 |
0,38 |
|
10 |
1,14 |
1,754 |
0,455 |
0,38 |
Примеры вычислений
1/10(0,5+0,8+0,6+0,6+0,5+0,5+0,5+0,6+0,7+0,6)=0,59 мм
=1,5*1,5/100=0,0225 В
=250*1,5/100=3,75 мА
Ом*м
Ом*м
Ом*м
Ом*м
Ом
График зависимости
График зависимости надо строить без объединения точек( здесь неправильно)
Графическое вычисление удельного сопротивления
Ом*м
Окончательный результат
Ом*м
Ом*м
Сравнение
Вывод: при выполнении данной работы были посчитаны прямые и косвенные измерения физических величин для определения значения удельного сопротивления проводника. Разница между табличным значением удельного сопротивления и экспериментальным значением составила 37%.