Абсолютная погрешность измерения напряжения и силы тока

Задание 1.

Оборудование: Миллиамперметр (погрешность 0.2%), схема с лампой накаливание, источник постоянного тока (U = 12В, погрешность 5%), осциллограф С1-83 (внутренняя погрешность 5%).

Опыт 1.

1) Сразу после включения кнопки: U_мгн = 5.6 В, I_мгн = 250 мА

Абсолютная погрешность измерения напряжения будет складываться из внутренней погрешности прибора 0.3 В и погрешности цены деления осциллографа 0.1 В

U_мгн = 5.6 ± 0.4 В

Абсолютная погрешность измерения силы тока будет 0.5 мА

I_мгн = 250 ± 0.5 мА

Вычислим сопротивление нити накаливания в начальный момент времени

R_мгн = U_мгн /I_мгн; R_мгн = 5.6 В/ 250 мА = 22.4 Ом

Вычисляя абсолютную погрешность, получим

R_мгн = 22.4 ± 1.6 Ом

2) После нагрева нити накаливания:  U_уст = 6.7 В, I_уст = 284 мА

Абсолютная погрешность измерения напряжения будет складываться из внутренней погрешности прибора 0.35 В и погрешности цены деления осциллографа 0.1 В

U_уст = 6.7 ± 0.45 В

Абсолютная погрешность измерения силы тока будет 0.6 мА

I_уст = 284 ± 0.6 мА

Вычислим сопротивление нити накаливания в начальный момент времени

R_уст = U_уст /I_уст; R_уст = 6.7 В/ 284 мА = 23.6 Ом

Вычисляя абсолютную погрешность, получим

R_мгн = 23.6 ± 1.6 Ом

3) Время, за которое напряжение на лампе достигает 95% от установившегося уровня

t_уст = 22 ± 2 сек

Опыт 2.

1) Сразу после включения кнопки: U_мгн = 2 В, I_мгн = 128 мА

Абсолютная погрешность измерения напряжения будет складываться из внутренней погрешности прибора 0.1 В и погрешности цены деления осциллографа 0.1 В

U_мгн = 2 ± 0.2 В

Абсолютная погрешность измерения силы тока будет 0.3 мА

I_мгн = 128 ± 0.3 мА

Вычислим сопротивление нити накаливания в начальный момент времени

R_мгн = U_мгн /I_мгн; R_мгн = 2 В/ 128 мА = 15.6 Ом

Вычисляя абсолютную погрешность, получим

R_мгн = 15.6 ± 1.6 Ом

2) После нагрева нити накаливания:  U_уст = 2.8 В, I_уст = 166 мА

Абсолютная погрешность измерения напряжения будет складываться из внутренней погрешности прибора 0.15 В и погрешности цены деления осциллографа 0.1 В

U_уст = 2.8 ± 0.45 В

Абсолютная погрешность измерения силы тока будет 0.3 мА

I_уст = 166 ± 0.3 мА

Вычислим сопротивление нити накаливания в начальный момент времени

R_уст = U_уст /I_уст; R_уст = 2.8 В/ 166 мА = 16.9 Ом

Вычисляя абсолютную погрешность, получим

R_мгн = 16.9 ± 1.5 Ом

3) Время, за которое напряжение на лампе достигает 95% от установившегося уровня

t_уст = 37 ± 3 сек

Опыт 3.

1) Сразу после включения кнопки: U_мгн = 4 В, I_мгн = 201 мА

Абсолютная погрешность измерения напряжения будет складываться из внутренней погрешности прибора 0.2 В и погрешности цены деления осциллографа 0.1 В

U_мгн = 4 ± 0.3 В

Абсолютная погрешность измерения силы тока будет 0.4 мА

I_мгн = 201 ± 0.4 мА

Вычислим сопротивление нити накаливания в начальный момент времени

R_мгн = U_мгн /I_мгн; R_мгн = 4 В/ 201 мА = 19.9 Ом

Вычисляя абсолютную погрешность, получим

R_мгн = 19.9 ± 1.5 Ом

2) После нагрева нити накаливания:  U_уст = 5.2 В, I_уст = 236 мА

Абсолютная погрешность измерения напряжения будет складываться из внутренней погрешности прибора 0.25 В и погрешности цены деления осциллографа 0.1 В

U_уст = 5.2 ± 0.35 В

Абсолютная погрешность измерения силы тока будет 0.5 мА

I_уст = 236 ± 0.5 мА

Вычислим сопротивление нити накаливания в начальный момент времени

R_уст = U_уст /I_уст; R_уст = 5.2 В/ 236 мА = 22 Ом

Вычисляя абсолютную погрешность, получим

R_мгн = 22 ± 1.6 Ом

3) Время, за которое напряжение на лампе достигает 95% от установившегося уровня

t_уст = 37 ± 3 сек