- •Лабораторная работа № 1
- •Методом магнетрона
- •Основные понятия
- •Методика эксперимента
- •Описание экспериментальной установки и порядок выполнения работы
- •Расчёт погрешностей
- •Основные понятия
- •Методика эксперимента.
- •Описание экспериментальной установки и порядок выполнения работы
- •Расчёт погрешностей
- •Изучение вынужденных колебаний в колебательном контуре
- •Основные понятия
- •Методика эксперимента
- •Описание экспериментальной установки и порядок выполнения работы
- •Расчёт погрешностей
- •Лабораторная работа 4 изучение релаксационных колебаний
- •Основные понятия
- •Методика эксперимента
- •Описание экспериментальной установки и порядок выполнения работы
- •Расчёт погрешностей
- •Методика эксперимента
- •Расчёт погрешностей
- •Лабораторная работа 6 изучение свойств ферромагнетиков
- •Основные понятия
- •Методика эксперимента
- •Расчёт погрешностей
- •Коэффициенты Стьюдента cn
- •Саратов 2006
Расчёт погрешностей
1. По (6.10) и (6.15) вычислить значения напряженности и индукциивершин каждой петли гистерезиса и записать их в таблицу. Значения,,,,,и указаны на справочном стенде.
Погрешность измерения величин иопределяется:
а) приборными погрешностями коэффициентов отклонения приборного луча ,и погрешностями визуального отсчета величинина экране осциллографа (по паспорту на осциллограф,,);
б) погрешностью величин ,,,,,,(она существенного вклада в общую погрешность не дает);
в) систематической погрешностью, связанной с некоторыми допущениями при выводе расчетных формул (6.10) и (6.15).
2. Погрешность измерения коэрцитивной силы и остаточной намагниченностивычислить по методике расчёта погрешностей косвенных измерений в соответствии с (6.10) и (6.15):
3.Систематическую погрешность измерения работы перемагничивания при косвенных измерениях вычислить в соответствии с выражением (6.19) по формуле:
,
где погрешность определения площади петли гистерезиса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Савельев И.В. Курс общей физики: в 3 т./ И.В. Савельев.− М.: Наука, 1988.− Т. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика.− 496с.
2. Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма./ И.Е. Иродов.− М.: Высшая школа,1991.− 287 с.
3. Методические указания по обработке результатов измерений в
физическом практикуме / сост. Е.И. Дмитриева, Л.А. Захарова, Н.Е. Попова, А.Н. Сальников. − Саратов: СГТУ, 1998.− 32 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ
МЕТОДИКА РАСЧЁТА ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ
Расчёт погрешностей физических измерений содержит набор стандартных вычислений. Это в основном стандартные методики расчёта погрешностей прямых и косвенных измерений, метода наименьших квадратов и суммирования случайной и приборной погрешности [3]. Кратко опишем все четыре методики.
Ι. Вычисление случайной погрешности прямых измерений.
Если величина X в одинаковых условиях эксперимента определяется N раз, то схема расчёта погрешности этой величины следующая:
1. Находят среднее значение величины :
, (П.1)
2. Находят среднеквадратичное отклонение величиныX:
. (П.2)
Задают доверительную вероятность p0 и по табл. П.1 для данного числа измерений N находят коэффициент Стъюдента CN.
Таблица П.1
Коэффициенты Стьюдента cn
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 |
: C |
: 0,68 |
: 0,85 |
: 1,0 |
: 1,3 |
: 1,6 |
: 2,0 |
: 2,3 |
: 2,6 |
Рассчитывают величину абсолютной погрешности по формуле:
. (П.3)
ΙΙ. Вычисление погрешности косвенных измерений
Погрешности косвенных измерений определяются по методикам, описанным в [ 4 ]. Для облегчения вычисления этих погрешностей в каждом конкретном случае каждой лабораторной работы приводятся соответствующие формулы.
ΙΙΙ. Метод наименьших квадратов
В случае уравнения регрессии вида y = Ax+B коэффициенты A и B находятся по формулам (П.4) и (П.5), а их погрешности и– по формулам (П.6) и (П.7), в которых величинаопределена формулой (П.8).
, (П.4)
. (П.5)
, (П.6)
. (П.7)
, (П.8)
Если y = Ax, то величина A и её погрешность ΔА находятся по формулам:
..(П.9)
Ι\/. Вычисление полной погрешности измерений
Суммарная погрешность измерения с учётом и случайной, и приборной погрешностей находится для прямых измерений и по формуле:
, (П.10)
А для косвенных − по формуле:
. (П.11)
Определение приборной погрешности подробно описано в [3].
СОДЕРЖАНИЕ
Лабораторная работа 1. Определение удельного заряда (е/m) электрона
методом магнетрона…………………………………………………………3
Лабораторная работа 2. Изучение магнитного поля соленоида с
помощью датчика Холла…………………………………………………….9
Лабораторная работа 3. Изучение вынужденных колебаний в колеба-
тельном контуре…………………………………………………………….16
Лабораторная работа 4. Изучение релаксационных колебаний………. 23
Лабораторная работа 5. Изучение электрических колебаний в связан-
ных контурах………………………………………………………………..32
Лабораторная работа 6. Изучение свойств ферромагнетиков………… 38
Литература…………………………………………………………………. 47
Приложение..………………………………………………………………. 48
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ 1
Методические указания к лабораторным работам
Под общей редакцией проф. А.Н. Сальникова
Составили: Горбатенко Борис Борисович
Иевлиева Людмила Дмитриевна
Костюченко Людмила Степановна
Юдин Фёдор Фёдорович
Под общей редакцией проф.Н. Сальникова
Рецензент Ф.М. Задорожный
Корректор Н.Н. Крылова
Лицензия ИД № 06268 от 14.11.01
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Саратовский государственный технический университет
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ I
Методические указания к лабораторным работам по физике для студентов всех специальностей