Експериментальні подробиці

В данній роботі величина опору вимірюється безпосередньо універсальним вольт­метром, де стабілізований струм пропускається через провідник. Вимірюється па­діння напруги на провіднику і відповідно опір. Провідник — тонка сталева дротинка‚ що щільно намотана на керамічну трубку. Діаметр мідних струмопідводів набагато біль­ший за діаметр дротинки‚ тому їх опором можна знехтувати. Температура змі­нюється за допомогою муфельної печі з автоматичним керуванням (в роботі рекомендується керувати піччю вручну). Опір вимірюється з випадковою похибкою‚ що встановлюється за формулою, яка має вигляд

R (%) = (k1 + k2 Rд / Rх) %,

(11)

де R_д — кінцеве значення діапазона прилада‚ R_х — поточне значення‚ що показує прилад. Коефіцієнти k₁ та k₂ залежать від типу приладу і діапазону вимірювань. Конкретні величини треба брати з паспорту приладу. Температура вимірюється за допомогою платинової термопари. Відносна похибка вимірювання температури ста­но­вить не більше 0,5 С в робочому діапазоні.

Завдання

1. Ознайомтесь з інструкціями та особливостями печі та вольтметру універсального. Особливо важливо виписати з інструкцій похибки приладів, робочий діапазон температур та інші паспортні дані.

2. Ввімкніть муфельну піч. Ввімкніть вимірювальний пристрій. Переведіть його в ре­жим вимірювання опору і автоматичного вибору діапазону вимірів. Відкалібруйте йо­го‚ якщо є можливість.

3. Встановіть бажану температуру печі і ввімкніть нагрів. Після зупинки нагріву поче­кайте, поки встановиться теплова рівновага (вимірювач температури перестане пока­зувати зростання температури, вимірювач опору — швидкі зміни опору). Зні­міть відлік.

Будьте готові до великої інерційності печі за низьких (до 200С) температур. Пам’ятайте, що піч може швидко нагріватися, але не може швидко охолоджуватись! Тому не поспішайте піднімати температуру.

4. Проведіть виміри через кожні 15 - 20 С‚ але так‚ щоб загалом було не менше 30 вимірів. Верхня температура не повинна перевищувати 500С. Результати занотуйте у таблицю.

Обробка результатів експерименту

1. За даними, отриманими в п.3, побудуйте графік залежності опору від температури.

2. Продиференціювавши отриману залежність декілька разів‚ встановіть степінь полі­но­ма‚ до якої є сенс апроксимувати отриману залежність.

3. Користуючись методом найменших квадратів‚ апроксимуйте експериментальну кри­ву прямою лінією.

   1. Оцініть коефіцієнт температурної зміни електроопору.

   2. За критерієм ²‚ встановіть достовірність інтерпретації отриманих результатів.

   3. Побудуйте залежність R_експ — R_теор = f(T). Чи є розкид експериментальних точок випадковим? Як ви думаєте, чому?

4. Побудуйте поліном‚ що апроксимує залежність електроопору від температури.

   1. Проаналізуйте отриману залежність за методом найменших квадратів або за до­по­могою комп’ютера (відповідні опції є в будь-якому професійному про­грам­ному продукті‚ що працює з таблицями).

   2. Зобразьте її на графіку разом з експериментальними точками.

   3. Оцініть достовірність за допомогою критерія ².