- •Саратовский государственный технический университет
- •Электроизмерительные приборы
- •Основные теоретические сведения
- •Класс точности и цена деления электроизмерительного прибора
- •Расширение пределов измерения электроизмерительных приборов
- •Описание установки
- •Порядок выполнения измерений и обработка результатов Задание 1. Определение погрешностей электроизмерительных приборов установки.
- •Задание 2. Расчёт сопротивления шунта, использованного для расширения пределов измерения амперметра.
- •Задание 3. Расчёт добавочного сопротивления к вольтметру для расширения пределов измерения вольтметра.
- •Электроёмкость конденсатора
- •Основные теоретические сведения
- •Описание установки
- •Порядок проведения измерений и обработки результатов Расчёт ёмкости конденсатора методом баллистического гальванометра.
- •Законы постоянного и переменного тока
- •Основные теоретические сведения Законы постоянного тока
- •Законы переменного тока.
- •Описание установки
- •Порядок выполнения измерений и обработки результатов Задание 1. Измерение напряжений на разных участках цепи.
- •Задание 2. Проверка закона Ома для участка цепи.
- •Задание 3. Проверка закона Ома для цепи переменного тока с индуктивностью.
- •Магнитное поле
- •Основные теоретические сведения
- •Описание установки
- •Порядок выполнения измерений и обработки результатов Задание 1. Определение магнитного поля в центре соленоида.
- •Задание 2. Определение зависимости напряженности магнитного поля от расстояния от центра соленоида.
- •Электромагнитные волны
- •Основные теоретические сведения
- •Описание установки
- •Порядок выполнения измерений и обработка результатов
- •Литература
- •Приложение
- •Вычисление случайной погрешности прямых измерений
- •Метод наименьших квадратов
- •Вычисление полной погрешности измерений
- •Содержание
- •Сведения об экспериментальных установках Лаб. Раб. №5 Электромагнитные волны
Литература
1. Калашников С.Г. Электричество / С.Г. Калашников. М.: Наука, 1985. 576 с.
2. Сальников А.Н. Физический практикум 4 / А.Н. Сальников. Саратов: СГТУ, 2007. 224 с.
3. Савельев И.В. Курс физики. Соч. в 3 Т. М.: Высш. шк., 1987. Т.2 385 с.
4. Детлаф А.А. Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский М.: Высш. шк., 1989. 608 с.
5. Матвеев А.Н. Общий физический практикум. Механика / А.Н. Матвеев, Д.Ф. Киселёв М.: МГУ, 1991. 272 с.
6. Евграфова Н.Н., Каган В.Л. Руководство к лабораторным работам по физике / Н.Н. Евграфова, В.Л. Каган М.: Высш. шк., 1980. 385 с.
7. Сальников А.Н. Методические указания по обработке результатов измерений в физическом практикуме / А.Н. Сальников, Е.И. Дмитриева Саратов: СГТУ, 1998. 51 с.
Приложение
Все сценарии расчёта погрешностей содержат, как правило, набор стандартных вычислений. Это стандартные методики расчёта погрешностей прямых и косвенных измерений, суммирования случайной и приборной погрешности, метод наименьших квадратов [7]. Для облегчения вычисления этих погрешностей в каждом описании лабораторной работы приводятся соответствующие формулы. Кратко опишем основные методики.
Вычисление случайной погрешности прямых измерений
Если величина Xв одинаковых условиях эксперимента определяетсяNраз, то схема расчёта следующая:
1. Найти среднее значение величины по формуле
. (П1)
2. Найти среднее квадратичное отклонение
. (П2)
3. Задать доверительную вероятность p0, и по табл. П1 для данного числа измеренийNнаходят коэффициент СтъюдентаCN.
Коэффициенты Стьюдента CN
Таблица П1
N |
p0 | |||||||
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
0,95 |
0,98 |
0,99 | |
2 |
1,00 |
1,38 |
2,0 |
3,1 |
6,3 |
12,7 |
31,8 |
63,7 |
3 |
0,82 |
1,06 |
1,3 |
1,9 |
2,9 |
4,3 |
7,0 |
9,0 |
4 |
0,77 |
0,98 |
1,3 |
1,6 |
2,4 |
3,2 |
4,5 |
5,8 |
5 |
0,74 |
0,94 |
1,2 |
1,5 |
2,1 |
2,8 |
3,7 |
4,6 |
6 |
0,73 |
0,92 |
1,2 |
1,5 |
2,0 |
2,6 |
3,4 |
4,0 |
7 |
0,72 |
0,90 |
1,1 |
1,4 |
1,9 |
2,4 |
3,1 |
3,7 |
8 |
0,71 |
0,90 |
1,1 |
1,4 |
1,9 |
2,4 |
3,0 |
3,5 |
9 |
0,71 |
0,90 |
1,1 |
1,4 |
1,9 |
2,3 |
2,9 |
3,4 |
10 |
0,70 |
0,88 |
1,1 |
1,4 |
1,8 |
2,3 |
2,8 |
3,3 |
|
0,68 |
0,85 |
1,0 |
1,3 |
1,6 |
2,0 |
2,3 |
2,6 |
.(П3)
Метод наименьших квадратов
В случае уравнения регрессии вида коэффициентыAиBнаходятся по формулам (П4), а их погрешностии– по формулам (П5), в которых величинаопределена формулой (П6).
,(П4)
,(П5)
. (П6)
Если , то величинаAи её погрешностьнаходятся по формулам
, (П7)
. (П8)
Вычисление полной погрешности измерений
Суммарная погрешность измерения с учётом и случайной, и приборной погрешности находится по формуле (П8) для прямых измерений и по формуле (П9) – для косвенных измерений.
, (П9)
. (П10)
Определение приборной погрешности подробно описано в [7].
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 2
Лабораторная работа 1. Электроизмерительные приборы 3
Лабораторная работа 2. Электроёмкость конденсатора 12
Лабораторная работа 3. Законы постоянного и переменного тока 19
Лабораторная работа 4. Магнитное поле 29
Лабораторная работа 5. Электромагнитные волны 35
ЛИТЕРАТУРА 43
ПРИЛОЖЕНИЕ 43
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
Методические указания к лабораторным работам по физике
Составили: САЛЬНИКОВ Александр Николаевич
КУПЦОВА Анна Викторовна
Рецензент д.х.н., проф. Г. В. Мельников
Корректор Е. В. Григоренко
Подписано в печать Формат 6084 1/16
Бум. Офсет. Усл. печ. л. 2,79 (3,0) Уч.-изд. л. 2,7
Тираж 100 экз. Заказ Бесплатно
Саратовский государственный технический университет
410054, Саратов, Политехническая ул., 77
Отпечатано в РИЦ СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77