Wydział Transport	Czwartek: 11 – 14 Data:	Nr zespołu 14
Nazwisko i Imię	Ocena z przygotowania	Ocena ze sprawozdania
1. Łukasz Rostkowski 2. Wojciech Rzepczyński 3. Łukasz Rutkowski
Prowadzący:   Andrzej Tunia	Podpis prowadzącego:

WSTĘP OGÓLNY:

Ćwiczenie wykonywane przez nas w laboratorium polegało na pomiarze wartości natężenia amperomierzem oraz napięcia przy pomocy woltomierza w obwód zawierający opornik R4. Drugim doświadczeniem było wykonanie szeregu pomiarów grubości metalowej płytki przy pomocy śruby mikrometrycznej.

1. Pomiary napięcia i natężenia prądu - tok obliczeń

Wstęp do części pierwszej:

Rezystancja jest miarą oporu, z jakim element przeciwstawia się przepływowi prądu elektrycznego.
Zwyczajowo rezystancję oznacza się symbolem

 

(wielka litera R).
Jednostką rezystancji w układzie SI jest om (1 Ω).
Dla większości materiałów ich rezystancja nie zależy od wielkości przepływającego prądu lub wielkości przyłożonego napięcia. Prąd i napięcie są wtedy do siebie proporcjonalne, a współczynnik proporcjonalności to właśnie rezystancja. Zależność ta znana jest jako prawo Ohma.
Miarą oporu, z jaką dany materiał przeciwstawia się przepływowi prądu elektrycznego, jest rezystywność. Jeżeli znamy wymiary geometryczne elementu i rezystywność materiału, z jakiego został wykonany, to jego rezystancję obliczamy następująco:

    

,

gdzie L - długość elementu, S - pole przekroju poprzecznego elementu,

 

- rezystywność materiału.
Niektóre z materiałów przejawiają specyficzne właściwości ze względu na rezystancję -
Rezystancja dotyczy tylko elementów czysto rezystancyjnych (rezystor). Uogólnieniem i rozwinięciem pojęcia rezystancji na elementy rezystancyjne, pojemnościowe (kondensator) i indukcyjne (cewka) jest impedancja.

1. Zmierzone wartości:

Numer pomiaru	U[V]	I[A]	I[mA]
1.	16	0,0137	13,7
2.	28	0,0227	22,7
3.	40	0,032	32
4.	52	0,0412	41,2
5.	63	0,0501	50,1
6.	74	0,0593	59,3

1. Niepewność pomiaru napięcia:

ΔU = (klasa x zakres) / 100 = const = 1% × 30V = 0,3V

Stałość niepewności pomiaru napięcia wynika ze stałości zakresu.

1. Niepewność pomiaru natężenia:

ΔI = 1,2%rdg + 1*dgt

• 13,7mA × 1,2% + 1 × 0,1mA = 0,26mA

• 22,7mA × 1,2% + 1 × 0,1mA = 0,37mA

• 32,0mA × 1,2% + 1 × 0,1mA = 0,48mA

• 41,2mA × 1,2% + 1 × 0,1mA = 0,59mA

• 50,1mA × 1,2% + 1 × 0,1mA = 0,70mA

• 59,3mA × 1,2% + 1 × 0,1mA = 0,81mA

1. Niepewność pomiaru rezystancji

ΔR = (ΔU/U+ΔI/I) x R

• (0,3V/16V+0,26mA/13,7mA) x 1167,883 Ω=44,44 Ω ≈ 44 Ω

• (0,3V/28V+0,37mA/22,7mA ) x 1233,48 Ω=33,45 Ω ≈ 33 Ω

• (0,3V/40V+0,48mA/32mA) x 1250 Ω=28,28 Ω ≈ 28 Ω

• (0,3V/52V+0,59mA/41,2mA) x 1262,136 Ω=25,49 Ω ≈25 Ω

• (0,3V/63V+0,70mA/50,1mA) x 1257,485 Ω=23,59 Ω ≈ 24 Ω

• (0,3V/74V+0,81mA/59,3mA) x 1247,892 Ω=22,14 Ω ≈ 22 Ω

1. Rezystancja:

R = U / I

• 16V/0,0137A=1168Ω  ± 44 Ω

• 28V/0,0227A=1233Ω ± 33 Ω

• 40V/0,0320A=1250Ω ± 28 Ω

• 52V/0,0412A=1262Ω ± 25 Ω

• 63V/0,0501A=1257Ω ± 24 Ω

• 72V/0,0593A=1248Ω ± 22 Ω

1. Tabela zestawieniowa wyników

U[V]	ΔU[V]	I[A]	I[mA]	ΔI[mA]	R[Ω]	ΔR[Ω]
16	0,3	0,0137	13,7	0,26	1167	44
28	0,3	0,0227	22,7	0,37	1233	33
40	0,3	0,032	32	0,48	1250	28
52	0,3	0,0412	41,2	0,59	1262	25
63	0,3	0,0501	50,1	0,70	1257	23
74	0,3	0,0593	59,3	0,81	1247	22

1. Wykres przedstawiający zależności między zmierzonymi: napięciem i natężeniem.

Na wykresie narysowane są dwie proste zależności U/I z dwoma liniami, o największym i najmniejszym nachyleniu.

WNIOSKI:

Na podstawie dokonanych obliczeń rezystancji można stwierdzić, że wartość rezystancji powinna być stała niezależnie od napięcia i natężenia prądu, ulega jednak niewielkim zmianom. Zjawisko to spowodowane jest najprawdopodobniej zmianami temperatury wewnątrz opornika.

1. Pomiar grubości płytki

Wstęp do części drugiej:

Na podstawie dokonanych pomiarów grubości metalowej płytki, dokonujemy obliczeń średniej arytmetycznej oraz odchylenia standardowego wszystkich uzyskanych wyników, pierwszych 15 wyników oraz pozostałych 15 wyników.

1. Zmierzone wartości [mm]:

2,79	2,83	2,83	2,83	2,86
2,83	2,79	2,84	2,83	2,84
2,79	2,82	2,83	2,88	2,85
2,80	2,84	2,88	2,83	2,88
2,81	2,85	2,82	2,85	2,83
2,79	2,84	2,84	2,87	2,87

1. Wyliczenie średniej arytmetycznej dla 30 wyników:

x_i=(2,79+2,83+2,79+2,80+2,81+2,79+2,83+2,79+2,82+2,84+2,85+2,84+2,83+2,84+2,83+2,88+2,82+2,84+2,83+2,83+2,88+2,83+2,85+2,87+2,86+2,84+2,85+2,88+2,83+2,87)/30=2,83 mm

1. Wyliczenie średniej arytmetycznej dla pierwszych 15 wyników:

x_i=(2,79+2,83+2,79+2,80+2,81+2,79+2,83+2,79+2,82+2,84+2,85+2,84+2,83+
2,84+2,83)/15= 2,82 mm

1. Wyliczenie średniej arytmetycznej dla następnych 15 wyników:

x_i=(2,88+2,82+2,84+2,83+2,83+2,88+2,83+2,85+2,87+2,86+2,84+2,85+2,88+

2,83+2,87)/15=2,85 mm

1. Wyliczenie odchylenia standardowego:

Wzór na odchylenie standardowe:

x_i –średnia otrzymana wartość

n - liczba pomiarów

- pojedynczy pomiar

Dla wszystkich 30 pomiarów S=0,030 mm

Dla pierwszych 15 pomiarów: S=0,022 mm

Dla następnych 15 pomiarów: S=0,024 mm

WNIOSKI:

Biorąc pod uwagę to jak niewielkie jest odchylenie standardowe pomiaru oraz to, że jest ono bardzo zbliżone do wartości dokładności przyrządu pomiarowego(śruby mikrometrycznej), stwierdzić można, iż nie było potrzeby wykonywania tak dużej liczby pomiarów jednego parametru. Można by ograniczyć się do zaledwie kilku pomiarów.