ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



Министерство образования и науки российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

<<санкт-петербургский горный университет>>

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №1

Оценка точности прямых и косвенных измерений

Выполнил: студент группы БТБ-22 _______________ /Малышкина Д.Э/

(подпись) (ФИО)

Проверил: ________________ /_____________/ (должность) (подпись) (ФИО)

Санкт-Петербург

2023 год

Цель работы

Обработать данные прямых и косвенных измерений физических величин.

Краткое теоретическое содержание

Явление, изучаемое в работе: возникновение тока на участке электрической цепи.

Определение основных физических понятий, объектов, процессов и величин:

Электрический ток – упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Напряжение – разность потенциалов в начальной и конечной точках траектории движения заряда, где потенциал – это отношение потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду. Ток всегда направлен от большего потенциала к меньшему. [U] = = 1Вольт, где 1 Дж – единица измерения работы, совершённой для перемещения заряда.

Сила тока – отношение заряда q, переносимого через поперечное сечение проводника площадью S за промежуток времени t, к этому промежутку: [I] = 1Кл/с = 1 Ампер, где (Кл) – Кулон – единица измерения заряда.

Электрическое сопротивление –это свойство проводника препятствовать свободному перемещению электронов, при протекании электрического тока.

Амперметр – физический прибор, предназначенный для измерения силы тока в замкнутой цепи. К=1,5.

---

Вольтметр– физический прибор, предназначенный для измерения напряжения в замкнутой цепи. K = 1,5.

Штангенциркуль – физический прибор, предназначенный для измерения диаметра проволоки. Абсолютная максимальная погрешность прибора: 0,05 мм = 0,05*10^-3 м.

Микрометр – физический прибор, предназначенный для измерения диаметра проволоки с большей точностью, чем у штангенциркуля. Абсолютная максимальная погрешность прибора 0,01 мм = 0,01*10^-3 м.

Схема установки

Основные расчетные формулы

Удельное сопротивление: , , где ????− разность потенциалов на концах проводника [В]; ????− сила тока в проводнике [А]; ????− диаметр проволоки, измеренный микрометром [м]; ????− длина проволоки [м].

Среднее значение диаметра проволоки: , где ????− количество измерений.

Сопротивление проводника: ,

Графическое вычисление удельного сопротивления:

Формулы погрешности

Прямых измерений:

Величина средней абсолютной погрешности измерений диаметра:



Средняя квадратичная ошибка измерений диаметра:



Абсолютная погрешность прибора:

Косвенных измерений:

Средняя абсолютная погрешность прибора:

Средняя квадратичная ошибка: ;

Абсолютная погрешность:

Средняя квадратичная ошибка:

Таблицы

Таблица 1- Результаты измерений диаметра проволоки штангенциркулем и микрометром

---

Физ. величина	d1	d2	d3	d4	d5	d6	d7	d8	d9	d10
Ед. изм./ прибор	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм
Штангенциркуль	0,40	0,40	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35	0,40	0,35
Микрометр	0,40	0,40	0,41	0,41	0,40	0,40	0,39	0,41	0,41	0,40

мм	мм	мм	мм	мм
0,37	0	0	0	0
0,403	0,0056	0,002	0,014	0,005

Таблица 2- Результаты измерений тока и напряжения

Физ. Величина
Ед. изм./ № опыта	м*10-3	м*10-3	мА	мА	В	В	Ом	Ом	Ом
1	50	1	165	3,75	0,1	0,0225	0,6	52,018	0,322
2	100		170		0,15		0,88
3	150		175		0,2		1,14
4	200		170		0,3		1,76
5	250		165		0,35		2,12
6	300		170		0,4		2,35
7	350		175		0,5		2,86
8	400		160		0,5		3,13
9	450		160		0,6		3,75
10	500		190		0,8		4,2

---

Таблица 3 - Вычисление удельного сопротивления проводника и его погрешностей

Физ. величина
Ед. измерен. / № опыта	Ом∗м	Ом∗м	Ом∗м	Ом∗м
1	1,52	1,02·10-6	2,8·10-7	2,3 ·10-7
2	1,1
3	1
4	1,16
5	1,06
6	0,98
7	0,97
8	1,03
9	1,09
10	1,05

Пример вычислений

Погрешности прямых измерений:

Для вольтметра и амперметра (K_I=K_U=1,5; I_max=250 мА, U_max=1,5 В):

ΔU = 0, 0225 В;

ΔI = 3, 75 мА;

Для штангенциркуля и микрометра (K_ш=K_м=0,1):
_{штангенциркуля} = 0,05 мм;

_{микрометра} = 0,01 мм;

Δl = 1 мм

Вычисление величин и погрешностей косвенных измерений:

R₁ = = = 0, 6 Ом

---

Вычисления погрешностей для сопротивления проводника





Вычисления погрешностей для удельного сопротивления



= 2,8·10^-7 Ом*м

2,3·10^-7 Ом*м

Вычисления погрешностей для микрометра

Вычисление среднего значения диаметра проволоки d:



Определение средней абсолютной (d) и средней квадратичной (_d) погрешности:

0,0056 мм

Если d меньше точности используемого прибора, за величину абсолютной ошибки следует принять последнюю.



Графический материал



Вычисление угла



Вычисление среднего удельного сопротивления по графику



Итоговый результат измерения удельного сопротивления

=

=

Вывод

В ходе лабораторной работы были обработаны данные прямых и косвенных измерений удельного сопротивления проволоки. Полученная погрешность имеет небольшое значение, что даёт право говорить об отсутствии грубых ошибок при измерениях и вычислениях. Исходя из этого можно смело сказать, что данный метод вычисления можно использовать для определения удельного сопротивления.

---

Смотрите также файлы

• Курс лекций для студ дошк факультетов высш учеб заведений. М. Владос, 2003. 400с.doc

• Авиационное обеспечение аэромобильных группировок мчс россии.doc

• Построение и исследование имитационной модели вычислительной системы на основе событийного способа имитации.docx

• Задание 2 10 Задание 3 13.docx

• Определение характера финансовой устойчивости организации по данным финансовой отчетности.docx