Цель работы:
ознакомление с методикой обработки результатов измерений;
определение электрического сопротивления провода;
экспериментальная проверка закона Ома;
определение удельного сопротивления нихрома;
сравнение двух электрических схем.
Описание лабораторной установки.
Ɛ
Ɛ
-
R1
R1
-
+
+
mA
mA
R2
R2
где, схема А более точно измеряет напряжение, а схема В более точно измеряет силу тока.
Параметры установки.
Таблица 2.1
Название прибора |
Класс точности |
Предел измерений |
Систематическая погрешность |
Вольтметр |
2 |
1,5 В |
0,05 В |
Миллиамперметр |
2 |
250 мА |
0,005 А |
Линейка |
̶ |
51 см |
0,002 м |
Рабочие формулы.
Вычисление электрического сопротивления:
Закон
Ома R
=
,
для схемы А R = - RA ,
для
схемы В R
=
.
В этих формулах R – электрическое сопротивление проводника, U – падение напряжения на проводнике, I – сила тока в проводнике, RA – сопротивление амперметра, RV сопротивление вольтметра.
Rср
=
Где Rср – среднее значение сопротивления, n – число измерений.
ρ
=
Где ρ – удельное сопротивление материала, l – длина провода, D – диаметр провода.
Результаты измерений и вычислений.
Результаты измерений и вычислений по схеме А, при l =0,4м
U, В |
0,3 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,95 |
I, А |
0,05 |
0,055 |
0,06 |
0,065 |
0,075 |
0,08 |
0,09 |
0,115 |
0,13 |
0,175 |
U/I, Ом |
6 |
5,455 |
5,833 |
6,154 |
5,333 |
5,625 |
5,556 |
5,217 |
5,385 |
5,429 |
R, Ом |
5,8 |
5,255 |
5,633 |
5,954 |
5,133 |
5,425 |
5,356 |
5,017 |
5,185 |
5,229 |
θR, Ом |
1,16 |
1,003 |
0,952 |
0,905 |
0,727 |
0,701 |
0,619 |
0,469 |
0,422 |
0,315 |
Таблица 4.1
Rср = 5,399 Ом; ρ = 5,906*10-7 Ом*м
Результаты измерений и вычислений по схеме В, при l =0,4м
U, В |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,7 |
0,75 |
0,9 |
I, А |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,085 |
0,1 |
0,11 |
0,125 |
0,14 |
0,15 |
0,18 |
U/I, Ом |
5 |
5 |
5 |
5,294 |
4,5 |
5 |
5,2 |
5 |
5 |
5 |
R, Ом |
5,01 |
5,01 |
5,01 |
5,305 |
4,508 |
5,01 |
5,211 |
5,01 |
5,01 |
5,01 |
θR, Ом |
0,919 |
0,787 |
0,689 |
0,666 |
0,526 |
0,501 |
0,449 |
0,394 |
0,367 |
0,306 |
Таблица 4.2
Rср = 5,009 Ом; ρ = 5,48*10-7 Ом*м
Результаты измерений и вычислений по схеме А, при l =0,25м
U, В |
0,3 |
0,35 |
0,35 |
0,4 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,55 |
0,6 |
0,65 |
I, А |
0,08 |
0,09 |
0,1 |
0,105 |
0,115 |
0,12 |
0,14 |
0,15 |
0,16 |
0,175 |
U/I, Ом |
3,75 |
3,889 |
3,5 |
3,81 |
3,478 |
3,75 |
3,571 |
3,667 |
3,75 |
3,714 |
R, Ом |
3,55 |
3,689 |
3,3 |
3,61 |
3,278 |
3,55 |
3,371 |
3,467 |
3,55 |
3,514 |
θR, Ом |
0,577 |
0,521 |
0,448 |
0,443 |
0,388 |
0,385 |
0,323 |
0,305 |
0,288 |
0,263 |
Таблица 4.3
Rср = 3,488 Ом; ρ = 3,816*10-7 Ом*м
Результаты измерений и вычислений по схеме В, при l =0,25м
U, В |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,55 |
0,6 |
I, А |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
0,1 |
0,115 |
0,135 |
0,146 |
0,17 |
0,18 |
U/I, Ом |
3,333 |
3,571 |
3,750 |
3,333 |
3,500 |
3,478 |
3,333 |
3,425 |
3,235 |
3,333 |
R, Ом |
3,338 |
3,577 |
3,756 |
3,338 |
3,505 |
3,483 |
3,338 |
3,429 |
3,239 |
3,338 |
θR, Ом |
0,779 |
0,685 |
0,610 |
0,519 |
0,476 |
0,413 |
0,346 |
0,323 |
0,272 |
0,260 |
Таблица 4.4
Rср = 3,434 Ом; ρ = 3,757*10-7 Ом*м
Результаты измерений и вычислений по схеме А, при l =0,1м
U, В |
0,1 |
0,15 |
0,15 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,25 |
0,25 |
0,25 |
0,3 |
I, А |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
0,115 |
0,125 |
0,13 |
0,135 |
0,14 |
0,155 |
0,175 |
U/I, Ом |
1,429 |
1,875 |
1,667 |
1,739 |
1,6 |
1,538 |
1,852 |
1,786 |
1,613 |
1,714 |
R, Ом |
1,229 |
1,675 |
1,467 |
1,539 |
1,4 |
1,338 |
1,652 |
1,586 |
1,413 |
1,514 |
θR, Ом |
0,456 |
0,440 |
0,375 |
0,298 |
0,266 |
0,252 |
0,259 |
0,247 |
0,215 |
0,195 |
Таблица 4.5
Rср = 1,481 Ом; ρ = 1,62*10-7 Ом*м
Результаты измерений и вычислений по схеме В, при l =0,1м
U, В |
0,1 |
0,1 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,25 |
0,25 |
I, А |
0,07 |
0,08 |
0,095 |
0,11 |
0,12 |
0,13 |
0,14 |
0,15 |
0,165 |
0,18 |
U/I, Ом |
1,429 |
1,250 |
1,579 |
1,364 |
1,250 |
1,538 |
1,429 |
1,333 |
1,515 |
1,389 |
R, Ом |
1,429 |
1,251 |
1,580 |
1,364 |
1,251 |
1,539 |
1,429 |
1,334 |
1,516 |
1,390 |
θR, Ом |
0,531 |
0,453 |
0,399 |
0,335 |
0,302 |
0,290 |
0,265 |
0,245 |
0,228 |
0,205 |
Таблица 4.6X
Rср = 1,408 Ом; ρ = 1,541*10-7 Ом*м