2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде

Все схемы собираются на наборном поле стенде моноблока «Электрические цепи и основы электроники».

До начала измерений:

1. натянуть исследуемый проводник на штырях стенда.

2. выяснить цену деления электроизмерительных приборов: для цифрового ампетметра РА1 – 1мА, для стрелочного вольтметра класс точности 1,5.

Задание 1. Измерить длину проводника закрепленного на штырях стенда.

Измерения длины l проволоки проводится однократно линейкой или рулеткой (смотри приложение 3). Погрешность измерения линейкой определяется как половина цены наименьшего деления.

Результат измерения записать в виде

L=L₀±L.

L₀ – результат однократного измерения длины проводника; ±L- абсолютная погрешность равная половине цены наименьшего деления.

Рассчитать относительную погрешность измерения длины

δ₁= L/L₀.

Задание 2. Определить с помощью штангенциркуля или микрометра (Приложение 3) диаметр d_i  проволоки по всей ее длине в 5-6 точках. Результат измерений записать в табл.2.1.

По результатам измерений диаметра проволоки рассчитать среднее значение . Определить среднюю абсолютнуюd и среднюю квадратическую _d погрешности измерения диаметра по формулам (7) и (8) соответственно.

Рассчитать относительную погрешность измерения диаметра проводника δ₂=d/.

Записать диаметр проволоки по формуле:

_.

Таблица 2.1

Измерение диаметра проволоки.

d	d1	d2	d3	d4	d5	d6		d	d	d/
Штангенциркуль
Микрометр

Задание 3. Измерить сопротивление проводника.

1. Собрать схему, приведенную на рис.2.1.

Зарисовать схему в отчет. Включить питание стенда.

Рис.2.1

2. Изменяя с помощью потенциометра R1 напряжение от 0 до Е1 на исследуемом проволочном сопротивлении R_пр, измеряют ток через него и напряжение U и результаты записывают в табл. 2.2

Таблица 2.2.

№ измерения	1	2	3	4		5
I, mA
U, B
R, Ом

3. После завершения измерений выключить установку.

4. Для каждого измерения рассчитать величину сопротивления R=U/I и результаты занести в табл.2.2. Рассчитать среднее значение и записать в табл.2.2.

5. По данным табл.2.2 построить график вольт-амперной характеристики I=f(U) проводника, который будет представлять собой прямую линию (смотри приложение 4).

Провести прямую линию наиболее близко расположенную к точкам графика и найти сопротивление проводника графически .

Сопротивление проводника равно ctg – угла наклона прямой этой характеристики, т.е.

.

Сравнить среднее значение сопротивления найденное по таблицы со значением найденным по графику .

6. Определить сопротивление проводника с учетом методической погрешности создаваемой амперметром

,

где R_А внутреннее сопротивление амперметра (R_А=1Ом).

Задание 4. Записать результат измерения.

Для этого необходимо рассчитать среднюю величину удельного сопротивления проводника и ее погрешности.

1. Среднюю величину рассчитать по формуле

В формулах для расчета среднего значения удельного сопротивления проводника, брать средние величины входящих величин.

2. вычислить погрешности  и _ результатов косвенного определения удельного сопротивления

– средняя абсолютная погрешность измерения удельного сопротивления

; (11)

В этих формулах в качестве I и U использовать значения какого-либо одного измерения. Погрешность I и U этих измерений определяется по классу точности приборов.

– средняя квадратическая погрешность измерения удельного сопротивления (при определенном значении длины ), рассчитывается по формуле:

.

Погрешность электрических приборов ΔI и ΔU определить по классу точности.

3. Результаты измерения удельного сопротивления представить в виде

и

Задание 5. Сравнить полученный результат для  со справочными данными (приложение 1) и определить материал проводника

Записать в отчет материал исследуемого проводника.