2курс 1сем / ЛР1 физика

1. Цель работы.

Цель работы: определить электроёмеость конденсатора с помощью баллистического гальванометра.

2. Описание лабораторной установки.

Рисунок 1. Схема лабораторной установки.

Параметры установки.

Таблица 2.1

Название прибора	Тип	Предел измерений	Систематическая погрешность	Цена деления
Вольтметр	М93	20 В	0,25 В	0,5 В
Баллистический гальванометр	М95	50 дел. шк.	0,5 дел. шк.	1 дел. шк.

3. Рабочие формулы.

где, К – постоянная баллистического гальванометра, ; С₀ – известная ёмкость конденсатора (= 4700 пФ); U – напряжение, В ; n₀ – максимальное отклонение, дел. шк.

где, С – ёмкость конденсатора, Ф ; К – постоянная баллистического гальванометра, ; U – напряжение, В.

где, С – ёмкость конденсатора, Ф ; С₀ – известная ёмкость конденсатора (= 4700 пФ); n – максимальное смешение для конденсатора ёмкостью С, дел. шк. ; n₀ – максимальное отклонение для конденсатора с С₀ = 4700пФ, дел. шк.

4. С =

где, С – ёмкость конденсаторов, соединённых последовательно, Ф.

5. С = С₁ + С₂

где, С – ёмкость конденсаторов, соединённых параллельно, Ф.

4. Результаты измерений и вычислений.

Результаты измерений Таблица 4.1

n0, дел. шк.	n1, дел. шк.	n2, дел. шк.	n3, дел. шк.	n4, дел. шк.
34	10	23	7	32
33	11	24	8	33
33	10	23	8	33
33	11	22	9	33
34	10	23	8	34
n0 ср = 33	n1 ср = 10	n2 ср = 23	n3 ср = 8	n4 ср = 33

Результаты вычислений Таблица 4.1

К	С1	С2	С3 сум	С3 выч	С4 сум	С4 выч
1,49*10-9	1,49*10-9 Ф	3,15*10-9 Ф	1,07*10-9 Ф	1,01*10-9 Ф	4,64*10-9 Ф	4,64*10-9 Ф

θ_с1 = 0,11нФ

θ_с2 = 0,12нФ

θ_с3сум = 0,09нФ

θ_с3выч = 0,09нФ

θ_с4сум = 0,15нФ

θ_с4выч = 0,15нФ

θ_к = 0.06*10^-9

5. Пример расчетов по рабочим формулам.

1. К = = 1,42*10^-9 дел.шк.

2. С₁ = = 1,49*10^-9 Ф

3. С₂ = = 3,41*10^-9 Ф

4. С_3выч = = 1*10^-9 Ф

5. С_3выч = 1,42*10^-9+3,41*10^-9 =4,83*10^-9 Ф

6. Вычисление погрешностей.

1. Систематические погрешности.

   1. θ_u = 0,25 B

   2. θ_n = 0,5 дел.шк.

   3. Вывод функции для систематической погрешности косвенного измерения электроёмкости конденсатора.

С = С(n,n₀) = C₀ ⇒θ_с = С( );

Пр-р вычисления

θ_С1 = 1,49( ) = 0,11 нФ

За итоговое значение θ_с возьмём 0,12 нФ

4. Вывод формулы для систематической погрешности постоянной баллистического гальванометра

К = К(U,n₀) = C₀ ⇒θ_K = K ( )

Пр-р вычисления

θ_K = 1.49*10^-9( ) = 0.006*10^-9

2. Случайные погрешности

6.2.1 Средняя квадратная погрешность отр. измерения

S_n0 =

S_n0 = =

= = = 1.14 дел.шк.

6.2.2 Среднее квадратное отклонение

Sn_0ср = ; Sn_0ср = = 0,5 дел.шк.

6.2.3 Случайные погрешности постоянной баллистического гальванометра

6.3 Полная погрешность

В данной работе проводятся измерения неслучайных по своей природе величин

В данном случае случайные погрешности уже учтены в систематических, поэтому полная погрешность равна систематической:

(нФ)

7. Выводы

• Я определила электроёмкость конденсатора с помощью баллистического гальванометра:

нФ у первого конденсатора

нФ у второго конденсатора

нФ в случае последовательного соединения 1-го и 2-го конденсаторов

нФ в случае параллельного соединения 1-го и 2-го конденсаторов

Полная погрешность нФ

• Я определила постоянную баллистического гальванометра

Полная погрешность