Инистерство науки и высшего образования российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования санкт-петербургский горный университет

Кафедра общей и технической физики

Отчёт

по лабораторной работе №1

«Оценка точности прямых и косвенных измерений»

Санкт-Петербург

2018 год

Цель работы: обработать данные прямых и косвенных измерений при определении удельного сопротивления проволоки.

Краткая теоретическая часть:

Явление, лежащее в основе работы – зависимость силы тока от напряжения на участке цепи.

Сопротивление – свойство проводников (металлов) и электролитов оказывать сопротивление прохождению через проводник или электролит электрического тока.

Удельное сопротивление – показатель зависимости сопротивления от физических параметров проводника.

Закон Ома для участка цепи: для участка цепи сила тока , текущего по металлическому проводнику, прямо пропорциональна падению напряжения на этом проводнике и обратно пропорциональна сопротивлению проводника:

,

где I-сила тока в цепи, U-напряжение в цепи, R-сопротивление проводника.

[I]=A (ампер), [U]=В (вольт), [R]=Ом.

Электрическая цепь — совокупность источников тока, соединительных проводников, приборов(или других устройств),в которых ток производит работу.

Сила тока — предел отношения приращения количества электричества к приращению времени, при стремлении последнего к нулю.

Напряжение — разность потенциалов между двумя точками электрического поля.

Сопротивление проводника

зависит от формы, размеров, а также свойств материала, из которого он изготовлен. Сопротивление однородного цилиндрического проводника:

,

где — длина проводника (м); S — площадь его поперечного сечения (м²).

Удельное сопротивление однородного цилиндрического проводника: характеризует способность вещества проводить электрический ток и зависит от химической природы вещества и условий, в которых находится проводник.

,                                       

где l - длина проводника; S - площадь его поперечного сечения;  - удельное сопротивление.

[S]=м² (квадратный метр), [l]=м (метр), [ρ]=.

Измерение размеров проволоки следует проводить с помощью линейки или микрометра. Сила тока измеряется амперметром, а напряжение вольтметром.

Основные расчётные формулы.

Удельное сопротивление , ;

Среднее значение диаметра проволоки ;

Сопротивление проводника , ;

Графическое вычисление , где

Формулы погрешности.

При прямых измерениях:

Величина средней абсолютной ошибки измерений диаметра ;

Средняя квадратичная ошибка измерений диаметра ;

Абсолютная погрешность амперметра ;

Абсолютная погрешность вольтметра ;

При косвенных измерениях:

Абсолютная погрешность косвенных измерений удельного сопротивления;

Средняя квадратичная ошибка косвенных измерений удельного сопротивления ;

Абсолютная погрешность косвенных измерений сопротивления ;

Средняя квадратичная ошибка косвенных измерений сопротивления

Электрическая схема установки:

Для определения удельного сопротивления отрезка проволоки собрана простейшая электрическая цепь, которая состоит из источника тока ,амперметра А, вольтметра V, и исследуемого участка АВ.