Определение удельного сопротивления проводника

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет имени Ф.Скорины»

Физический факультет

Отчет по лабораторной работе

Определение удельного сопротивления

проводника

Выполнили:

Студенты группы Ф-22

Кухаренко Александр

Мельникова Инна

Кизенков Дмитрий

Гомель 2006

Лабораторная работа

Определение удельного сопротивления

проводника

Цель работы: изучение систематических и случайных погрешностей на примере измерения удельного сопротивления нихромовой проволоки.

Приборы и принадлежности: установка FPM-01, штангенциркуль, микрометр, мост постоянного тока.

Основные формулы:

                                             - удельное сопротивление

                                             - площадь сечения нихромовой проволоки

                                             - длина проводника

                                             - сопротивление исследуемого проводника

                                             - сопротивление вольтметра

                                             - сопротивление амперметра

                                             - показания вольтметра

                                             - показания амперметра

                                             - общее сопротивление исследуемого проводника и 

                                              вольтметра

                                             - общее сопротивление участка цепи содержащего

                                              проводник и амперметр

Выполнение работы:

Упражнение 1.

1.  Ознакомились с устройством и принципом работы штангенциркуля и микрометра.

2.  Измерили диаметр исследуемого провода штангенциркулем, а затем микрометром. Сравнили результаты измерений.

Обработка результатов измерения

Таблица 1.

3.  По полученным данным рассчитали площадь поперечного сечения:

Упражнение 2.

1.  Составили таблицу основных характеристик вольтметра и амперметра: класс точности , предел измерения , число делений шкалы , цена делений , абсолютная погрешность , внутреннее сопротивление приборов .

Обработка результатов измерения

Таблица 2.

Вольтметр	1,5	1,5	30	0,05	0,015	2500
Амперметр	1,5	250	50	5	2,5	0,15

2.  Перемещая подвижный кронштейн, установили значение рабочей длины  проволоки.

3.  Используя клавиши К2 и К3 на лицевой панели, выбрали необходимый режим работы прибора.

4.  С помощью ручки Р1 установили оптимальное для донного измерения значение силы тока, после чего записали показания вольтметра и миллиамперметра. Определили погрешность выполненных измерений, и, пользуясь формулой,  рассчитали значение .

5.  Вычислили искомое сопротивление проволоки   и оценили, с какой ошибкой найдена его величина.

Обработка результатов измерения

Таблица 3.

№  п/п
1	30	0,35	100	3,50	3,43
2		0,35	105	3,36
3		0,35	104	3,37
4		0,34	99	3,43
5		0,35	100	3,50

Таблица 3.1

№ п/п	Ui	ΔUi=Ui-Uср.	ΔUi2	Sx	ΔU сл.	ΔU пр.	Uср.± ΔU
1	0,35	0,002	4E-06	0,0125	0,035	0,005
2	0,35	0,002	4E-06
3	0,35	0,002	4E-06
4	0,34	-0,008	64E-06
5	0,35	0,002	4E-06
5	0,348	0,000	84Е-06	2,8	0,014		3,9%

Таблица 3.2

№ п/п	Ii	ΔIi=Ii-Iср.	ΔIi2	Sx	ΔI сл.	ΔI пр.	Iср.± ΔI
1	0,1	-0,0016	2,6E-06	1,2*10-3	0,0034	0,005
2	0,105	0,0034	12E-06
3	0,104	0,0024	5,8E-06
4	0,099	-0,0026	6,8E-06
5	0,1	-0,0016	2,6E-06
5	0,102	0,000	29,8Е-06	2,8	0,006		5,9%

Погрешность косвенных измерений

Упражнение 3.

1.  Для той же длины проволоки повторили измерения, описанные ранее в упражнении 2. Рассчитали сопротивления  и .

2.  Сравнили измеренные значения сопротивления проводника с результатами, полученными в упражнении 2.

Обработка результатов измерения

Таблица 4.

№  п/п
1	30	0,33	90	3,67	3,46
2		0,35	105	3,33
3		0,35	104	3,36
4		0,34	99	3,43
5		0,35	100	3,50

Таблица 4.1

№ п/п	Ui	ΔUi=Ui-Uср.	ΔUi2	Sx	ΔU сл.	ΔU пр.	Uср.± ΔU
1	0,33	-0,014	0,0002	4*10-3	0,01	0,005
2	0,35	0,006	3,6E-05
3	0,35	0,006	3,6E-05
4	0,34	-0,004	1,6E-05
5	0,35	0,006	3,6E-05
5	0,344	0,000	32,4Е-05	2,8	0,01		3,5%

Таблица 4.2

№ п/п	Ii	ΔIi=Ii-Iср.	ΔIi2	Sx	ΔI сл.	ΔI пр.	Iср.± ΔI
1	0,09	-0,0096	9,2E-05	2,6*10-3	0,007	0,005
2	0,105	0,0054	2,9E-05
3	0,104	0,0044	1,9E-05
4	0,099	-0,0006	3,6E-07
5	0,1	0,0004	1,6E-07
5	0,100	0,000	14Е-05	2,8	0,009		8,8%

Погрешность косвенных измерений

Упражнение 4.

1.  Проанализировав результаты упражнений 1-3, выбрали какие из них целесообразно использовать для расчёта удельного сопротивления данного проводника.

2.  Определили удельное сопротивление проволоки.

Вывод: в данной лабораторной работе мы научились измерять удельное сопротивление проводника, а также изучили систематические и случайные погрешности на примере измерения удельного сопротивления нихромовой проволоки .