
- •1. Види вимірювань. Похибки.
- •2. Обробка результатів прямих та непрямих вимірювань
- •Механіка Лабораторна робота №1.1 Вивчення кінематики і динаміки поступального руху на машині Атвуда
- •Теоретичні відомості і опис установки
- •Хід роботи
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №1.2 Визначення моменту інерції твердих тіл за допомогою крутильних коливань
- •Теоретичні відомості і опис установки
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №1.3 Визначення моменту інерції маятника Максвела
- •Теоретичні відомості і опис установки
- •Хід роботи
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №1.4 Вивчення центрального удару тіл
- •Теоретичні відомості і опис установки
- •Опис установки
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №1.5 Визначення моменту інерції маятника Обербека
- •Теоретичні відомості і опис установки
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №1.6 Визначення модуля Юнга за прогином стержня
- •Теоретичні відомості і опис установки
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Молекулярна фізика і термодинаміка Лабораторна робота № 2.1 Визначення в’язкості рідини методом Стокса
- •Теоретичні відомості і опис установки
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №2.2 Визначення в’язкості повітря капілярним методом
- •Теоретичні відомості
- •Опис установки
- •Хід роботи
- •Обробка результатів вимірювання
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 2.3 Визначення відношення теплоємностей повітря методом адіабатичного розширення
- •Теоретичні відомості
- •Опис установки та виведення робочої формули
- •Хід роботи.
- •Завдання 2.
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 2.4 Визначення коефіцієнта поверхневого натягу методом відриву кільця
- •Теоретичні відомості
- •Х Рис 2 ід роботи
- •Контрольні запитання
- •Електростатика. Постійний електричний струм Лабораторна робота № 3.1 Визначення електроємності конденсатора балістичним гальванометром
- •Теоретичні відомості
- •Опис установки
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 3.2 Визначення опору провідників за допомогою містка Уітстона
- •Теоретичні відомості
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 3.3 Визначення електрорушійної сили джерела методом компенсації
- •Теоретичні відомості
- •Виведення робочої формули
- •Опис установки
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 3.4 Вивчення залежності опору металів від температури
- •Теоретичні відомості .
- •Х Рис.1 ід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 3.5 Вивчення вакуумного діода і визначення питомого заряду електрона
- •Теоретичні відомості .
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
Лабораторна робота № 3.2 Визначення опору провідників за допомогою містка Уітстона
Мета роботи: 1) визначити опори провідників; 2) перевірити справедливість законів послідовного і паралельного сполучення опорів.
Теоретичні відомості
(Теорія до даної роботи описана в конспекті лекцій §3.10-3.12)
Опір провідника є важливою його характеристикою. З природою електричного опору і його залежністю від температури можна ознайомитися в теоретичних відомостях до роботи № 3.4.
В даній роботі використовується досить точний метод вимірювання електричного опору за допомогою містка Уітстона, теорія якого ґрунтується на законах Кірхгофа (див. теоретичні відомості до роботи 3.3).
Розглянемо схему
містка Уітстона (рис.1). На рис.1
– реохорд;
– магазин опорів;
– невідомий опір;
– додатковий змінний опір, який обмежує
струм через гальванометр
;
,
і
– ключі.
Р
Рис.1
Переміщуючи
повзунок по реохорду, можна добитися
такого положення, при якому струм через
гальванометр відсутній (місток
збалансований). В цьому випадку потенціали
точок С
і D
однакові, тобто
,
,
де через
позначено різниці потенціалів між
відповідними точками. Але
,
,
,
.
Тоді будемо мати
, (1)
. (2)
Для випадку балансу
містка
,
.
Поділимо почленно (1) на (2)
, (3)
звідки
. (4)
Оскільки дротина
АВ
однорідна і однакового поперечного
перерізу, то відношення опорів
можна замінити відношенням довжин
дротин
i
.
Тоді в (4) маємо
або
, (5)
де
.
Співвідношення (5) використовується як
робоча формула для визначення опору
.
З формули (5) видно,
що при даному
баланс містка може бути при різних
і
.
Однак розрахунок показує, що точність
вимірювання
буде найбільшою тоді, коли відношення
близьке до одиниці. Дійсно, відносна
похибка дорівнює
. (6)
Розглядаючи
як функцію від
і досліджуючи цю функцію на екстремум
при незмінних величинах
,
,
можна показати, що відносна похибка має
мінімум при
.
Хід роботи
1. Скласти схему згідно рис.1.
2. Ввімкнути опір
– розімкнути ключ
.
3. Встановити ковзний контакт на середині реохорда.
4. Замкнути ключ .
5. Замикаючи ключ на короткий проміжок часу і змінюючи опір , добитися грубого балансу містка.
6. Вимкнути опір
(замкнути ключ
)
і, змінюючи опір
,
добитися точного балансу містка. Якщо
цього не вдається досягти зміною опору
,
то можна в невеликих межах змінювати
положення ковзного контакту реохорда.
При збалансованому містку записати
,
і
у таблицю.
7. Не змінюючи положення ковзного контакту, зміною опору розбалансувати міст і знову його збалансувати. Записати нове значення . Таким чином вимірювання повторити не менше трьох разів.
8. Вимірювання провести для двох невідомих опорів окремо, їх послідовного і паралельного з’єднань.
9. Обчислити опори за формулою (5).
10. Відносну похибку
(для одного з опорів) можна розрахувати
за формулою (6); тоді абсолютна похибка
.
11. Користуючись величинами визначених опорів, перевірити закони послідовного і паралельного сполучення опорів. Зробити висновок.
Таблиця вимірювань
.
Опір |
№ з/п |
|
|
І |
1. |
|
|
2. |
|
||
3. |
|
||
Ср. |
|
|
|
ІІ |
1. |
|
|
2. |
|
||
3. |
|
||
Ср. |
|
|
|
І і ІІ послідовно |
1. |
|
|
2. |
|
||
3. |
|
||
Ср. |
|
|
|
І і ІІ паралельно |
1. |
|
|
2. |
|
||
3. |
|
||
Ср. |
|
|