- •Часть II, “Электричество и магнетизм”
- •Общие указания Охрана труда и техника безопасности при проведении лабораторных работ
- •Запрещается:
- •Требования к оформлению отчетов
- •Библиографический список
- •Обработка результатов измерений
- •Правила обработки результатов прямых Измерений
- •I. Учет случайных составляющих неопределенности (погрешности)
- •II. Учет неопределенностей, обусловленных систематическими ошибками
- •III. Промахи
- •IV. Доверительный интервал в общем случае
- •Обработка результатов косвенных измерений
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •Работа 27. Определение эдс источника тока методом компенсации
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Вычисления и обработка результатов
- •8. Контрольные вопросы
- •Работа 29. Измерение сопротивлений при помощи моста постоянного тока
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерения и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Обработка результатов измерений
- •7. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы Изучить на практике законы постоянного тока. Приобрести навыки измерения тока, напряжения, мощности и коэффициента полезного действия источника постоянного тока.
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Вычисления и обработка результатов
- •8. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Описание лабораторной установки
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Вычисления и обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Описание лабораторной установки
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Вычисления и обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •На оси соленоида
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Вычисления и обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •Основе закона ампера
- •I. Цель работы
- •II. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерения и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Описание лабораторной установки
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Вычисления и обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Описание лабораторной установки
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Вычисления и обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Описание лабораторной установки
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Обработка результатов измерений
- •Содержание
- •Северо-Западный государственный заочный технический университет
- •191186 Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д.5
Запрещается:
находиться в помещении в верхней одежде;
оставлять без надзора включенную лабораторную установку;
выполнять работу в отсутствие преподавателя или дежурного лаборанта;
класть сумки и другие личные вещи на столы и лабораторную технику.
Студенты, не соблюдающие правила техники безопасности, отстраняются от проведения лабораторных работ.
Требования к оформлению отчетов
По каждой лабораторной работе оформляется отчет, который должен содержать:
1) номер и название работы;
2) формулировку цели работы;
3) физическое обоснование цели работы и метода измерения;
4) рабочую формулу с расшифровкой всех буквенных обозначений;
5) результаты прямых измерений и вычислений;
6) там, где это предусмотрено работой, график;
7) вычисление искомой величины по рабочей формуле;
8) вывод формулы относительной погрешности (неопределенности) косвенного измерения и результат расчета по этой формуле;
9) оценку погрешности (неопределенности) измерения искомой величины. При оценке неопределенностей прямых и косвенных измерений студент должен руководствоваться правилами обработки результатов измерений, приведенными в данных пособиях на с. 6…12.
10) подпись студента и дату выполнения данной лабораторной работы.
Библиографический список
Основной:
Трофимова Т.И. Курс физики. –М.: Высш. шк., 2003 и др. года изданий.
Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. –М.: Высш. шк., 2004.
Дополнительный:
Савельев И. В. Курс общей физики. М.: Наука, 1989 и др. года изданий.
Обработка результатов измерений
Любое измерение неизбежно связано с некоторой ошибкой. Это приводит к неопределенности результата измерений. Неопределенности (погрешности) результатов измерений имеют три вида составляющих: случайные, систематические и промахи. В каждой конкретной лабораторной работе необходимо оценить, какой вклад вносит каждая составляющая неопределенности в результат измерения данной величины.
Правила обработки результатов прямых Измерений
Прямыми называют измерения, при которых результат получается непосредственно по отсчетному устройству прибора.
I. Учет случайных составляющих неопределенности (погрешности)
Случайные составляющие погрешности (неопределенности) измерений вызываются рядом мелких, неконтролируемых обстоятельств. Они подчиняются законам математической статистики.
При оценке таких неопределенностей предполагают, что они являются случайными величинами, малыми по сравнению с самой измеряемой величиной, и распределены по нормальному (гауссову) закону. Для оценки неопределенности измерений, которую вносят случайные составляющие, необходимо выполнить следующее:
1. Провести n измерений величины х. Результаты измерений х1, х2…хn занести в таблицу по форме. Измерения должны быть многократными (число измерений n указывается преподавателем).
2. На основе полученных значений х1, х2…хn вычислить среднее арифметическое значение х по формуле
(1)
3. Вычислить отклонения результатов отдельных измерений (хi) от среднего арифметического значения (хср–хi), а затем рассчитать квадратичное отклонение (хср – хi)2. Полученные данные занести в таблицу по форме:
N опыта |
хi |
хср – хi |
(хср – хi)2 |
1 2 3
|
|
|
|
4. По данным последней колонки формы определить среднее квадратичное отклонение (СКО) результата серии из n измерений от среднего арифметического значения хср. по формуле
(2)
Замечание. В международных документах, основанных на «Руководстве по выражению неопределенности измерений», среднее квадратичное отклонение (СКО) обозначается термином стандартная неопределенность (Uс).
5. Оценить доверительный интервал, т.е. интервал, в котором с требуемой доверительной вероятностью р находится измеряемая величина х. Значение р задается преподавателем исходя из требований конкретного эксперимента.
Границы доверительного интервала для измеряемой величины х определяются по формуле
хср х, где , (3)
где t(p,n) – коэффициент Стьюдента, зависящий от р и n.
Определить коэффициент Стьюдента при выбранной доверительной вероятности р и данном числе измерений n можно из табл. 1.
6. Записать результат прямого измерения в виде
(хср – х)…(хср + х).
Такая запись означает, что измеренная величина х с доверительной вероятностью р находится в интервале от (хср – х) до (хср + х).
Например, если при измерении диаметра d шарика микрометром среднее арифметическое значение dср. = 5,29 мм, расчетное значение границы доверительного интервала составляет d = 0,01 мм, то ответ имеет вид d = (5,28…5,30) мм.
Следует заметить, что для всех измеряемых в данной лабораторной работе величин задается одно и то же значение доверительной вероятности р.
Таблица 1
p n |
0.68 |
0.8 |
0.9 |
0.95 |
0.98 |
0.99 |
0.999 |
2 |
1.3 |
1.9 |
6.31 |
12.71 |
31.82 |
63.66 |
636.62 |
3 |
1.3 |
1.6 |
2.92 |
4.30 |
6.69 |
9.92 |
31.60 |
4 |
1.2 |
1.5 |
2.35 |
3.18 |
4.54 |
5.84 |
12.94 |
5 |
1.2 |
1.5 |
2.13 |
2.78 |
3.75 |
4.60 |
8.61 |
6 |
1.1 |
1.4 |
2.02 |
2.57 |
3.36 |
4.03 |
6.86 |
7 |
1.1 |
1.4 |
1.94 |
2.45 |
3.14 |
3.71 |
5.96 |
8 |
1.1 |
1.4 |
1.90 |
2.36 |
3.00 |
3.50 |
5.40 |
9 |
1.1 |
1.4 |
1.86 |
2.31 |
2.90 |
3.36 |
5.04 |
10 |
1.1 |
1.3 |
1.83 |
2.26 |
2.82 |
3.25 |
4.78 |
50 |
1.1 |
1.3 |
1.7 |
2.0 |
|
2.7 |
|
100 |
1.0 |
1.3 |
1.7 |
2.0 |
|
2.6 |
|
|
1.0 |
|
1.6 |
2.0 |
|
2.6 |
|