ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ и высшего ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей и технической физики

Отчет по лабораторной работе №1

По дисциплине ФИЗИКА

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ПРЯМЫХ И КОСВЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Автор: студент гр. СПС-18 ______________

(подпись) (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА: _____________

Дата:

ПРОВЕРИЛ _доцент _____________ / Фицак В.В. /

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2019 год

Краткое теоретическое содержание

Цель работы: обработать данные прямых и косвенных измерений физических величин.

В работе изучается процесс возникновения тока на участке цепи

Определение основных физических понятий

Погрешность измерения — отклонение измеренного значения величины от её истинного (действительного) значения. Погрешность измерения является характеристикой точности измерения.

Прямые измерения – это измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно с помощью специальных технических средств.

Косвенные измерения – это измерения, при которых искомое значение величины вычисляют по формуле, связывающей эту величину с величинами, полученными прямыми измерениями.

Сопротивление – физическая величина, определяющаяся как отношение напряжения в проводнике к силе тока, протекающего в нем. Зависит от формы и размеров проводника, а также от свойств материала, из которого он изготовлен.

Закон Ома для участка цепи: сила тока, текущего по металлическому проводнику, прямо пропорциональна напряжению на участке цепи и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника.

Напряжение – физическая величина, выражающая затраченную работу по переносу пробного единичного электрического заряда из одной точки в другую.

Сила тока – физическая величина, равна отношению электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения.

Удельное сопротивление: , где

- удельное сопротивление проводника, Ом*м

- длина проводника, м

- площадь сечения проводника, м²

Закон Ома: , где

I – сила тока, А

U – напряжение, В

Схема установки

- источник тока

− амперметр

− вольтметр

−исследуемый участок

Основные расчетные формулы

1. Сопротивление проводника

U – напряжение, В

I – сила тока, А

2. Удельное сопротивление

d – диаметр проводника, м

l – длина проводника, м

3. Среднее значение диаметра проволоки

4. Графическое вычисление среднего значения удельного сопротивления

Погрешности прямых измерений

1. Средняя абсолютная погрешность диаметра проволоки

- среднее значение диаметра,

- значение диаметра при измерении i

2. Средняя квадратичная погрешность одной серии измерений диаметра

n – номер измерения

3. Абсолютная погрешность прибора

K_U=K_I=1,5

Ϭ_I=ΔI

Ϭ_U=ΔU

Погрешности косвенных измерений

1. Абсолютная погрешность

- среднее значение удельного сопротивления, напряжения, силы тока и длины проводника

- абсолютная погрешность длины

2. Средняя квадратичная погрешность

3. Абсолютная погрешность сопротивления

4. Средняя квадратичная погрешность сопротивления

U

Физическая величина		d1	d2	d3	d4	d5	d6	d7	d8	d9	d10
Прибор	Единицы измерения	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм
Штангенциркуль		0,50	0,80	0,60	0,60	0,50	0,50	0,50	0,50	0,70	0,60
Микрометр		0,46	0,44	0,42	0,43	0,45	0,45	0,45	0,42	0,42	0,45

Физическая величина
Прибор	Единицы измерения	мм	мм	мм
Штангенциркуль		0,59	0,07	0,10	0,122	0,169
Микрометр		0,44	0,013	0,015	0,029	0,034

Физическая величина		l		I		U		R
Номер опыта	Единицы измерения	мм	мм	мА	мА	В	В	Ом	Ом
1		73	0,05	200	3,75	0,15	0,0225	0,75	0,138	0,115
2		145	0,05	200	3,75	0,2	0,0225	1	0,138	0,115
3		320	0,05	200	3,75	0,35	0,0225	1,75	0,138	0,115
4		390	0,05	200	3,75	0,4	0,0225	2	0,138	0,115
5		455	0,05	200	3,75	0,45	0,0225	2,25	0,138	0,115
6		50	0,05	200	3,75	0,1	0,0225	0,5	0,138	0,115
7		20	0,05	200	3,75	0,08	0,0225	0,4	0,138	0,115
8		200	0,05	200	3,75	0,44	0,0225	2,2	0,138	0,115
9		300	0,05	200	3,75	0,3	0,0225	1,5	0,138	0,115
10		245	0,05	200	3,75	0,27	0,0225	1,35	0,138	0,115

Физ. Величина
№ опыта	Ед. изм.
1		1,15	1,754	0,455	0,38
2		1,04	1,754	0,455	0,38
3		2,14	1,754	0,455	0,38
4		1,43	1,754	0,455	0,38
5		2,3	1,754	0,455	0,38
6		4,16	1,754	0,455	0,38
7		2,08	1,754	0,455	0,38
8		1,03	1,754	0,455	0,38
9		1,07	1,754	0,455	0,38
10		1,14	1,754	0,455	0,38

Примеры вычислений

1/10(0,5+0,8+0,6+0,6+0,5+0,5+0,5+0,6+0,7+0,6)=0,59 мм

=1,5*1,5/100=0,0225 В

=250*1,5/100=3,75 мА

Ом*м

Ом*м

Ом*м

Ом*м

Ом

График зависимости

График зависимости надо строить без объединения точек( здесь неправильно)

Графическое вычисление удельного сопротивления

Ом*м

Окончательный результат

Ом*м

Ом*м

Сравнение

Вывод: при выполнении данной работы были посчитаны прямые и косвенные измерения физических величин для определения значения удельного сопротивления проводника. Разница между табличным значением удельного сопротивления и экспериментальным значением составила 37%.